285 lines · plain
1Chinese translated version of Documentation/arch/arm/kernel_user_helpers.rst2 3If you have any comment or update to the content, please contact the4original document maintainer directly. However, if you have a problem5communicating in English you can also ask the Chinese maintainer for6help. Contact the Chinese maintainer if this translation is outdated7or if there is a problem with the translation.8 9Maintainer: Nicolas Pitre <nicolas.pitre@linaro.org>10 Dave Martin <dave.martin@linaro.org>11Chinese maintainer: Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>12---------------------------------------------------------------------13Documentation/arch/arm/kernel_user_helpers.rst 的中文翻译14 15如果想评论或更新本文的内容，请直接联系原文档的维护者。如果你使用英文16交流有困难的话，也可以向中文版维护者求助。如果本翻译更新不及时或者翻17译存在问题，请联系中文版维护者。18英文版维护者： Nicolas Pitre <nicolas.pitre@linaro.org>19 Dave Martin <dave.martin@linaro.org>20中文版维护者： 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>21中文版翻译者： 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>22中文版校译者： 宋冬生 Dongsheng Song <dongshneg.song@gmail.com>23 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>24 25 26以下为正文27---------------------------------------------------------------------28内核提供的用户空间辅助代码29=========================30 31在内核内存空间的固定地址处，有一个由内核提供并可从用户空间访问的代码32段。它用于向用户空间提供因在许多 ARM CPU 中未实现的特性和/或指令而需33内核提供帮助的某些操作。这些代码直接在用户模式下执行的想法是为了获得34最佳效率，但那些与内核计数器联系过于紧密的部分，则被留给了用户库实现。35事实上，此代码甚至可能因不同的 CPU 而异，这取决于其可用的指令集或它36是否为 SMP 系统。换句话说，内核保留在不作出警告的情况下根据需要更改37这些代码的权利。只有本文档描述的入口及其结果是保证稳定的。38 39这与完全成熟的 VDSO 实现不同（但两者并不冲突），尽管如此，VDSO 可阻止40某些通过常量高效跳转到那些代码段的汇编技巧。且由于那些代码段在返回用户41代码前仅使用少量的代码周期，则一个 VDSO 间接远程调用将会在这些简单的42操作上增加一个可测量的开销。43 44在对那些拥有原生支持的新型处理器进行代码优化时，仅在已为其他操作使用45了类似的新增指令，而导致二进制结果已与早期 ARM 处理器不兼容的情况下，46用户空间才应绕过这些辅助代码，并在内联函数中实现这些操作（无论是通过47编译器在代码中直接放置，还是作为库函数调用实现的一部分）。也就是说，48如果你编译的代码不会为了其他目的使用新指令，则不要仅为了避免使用这些49内核辅助代码，导致二进制程序无法在早期处理器上运行。50 51新的辅助代码可能随着时间的推移而增加，所以新内核中的某些辅助代码在旧52内核中可能不存在。因此，程序必须在对任何辅助代码调用假设是安全之前，53检测 __kuser_helper_version 的值（见下文）。理想情况下，这种检测应该54只在进程启动时执行一次；如果内核版本不支持所需辅助代码，则该进程可尽早55中止执行。56 57kuser_helper_version58--------------------59 60位置: 0xffff0ffc61 62参考声明:63 64 extern int32_t __kuser_helper_version;65 66定义:67 68 这个区域包含了当前运行内核实现的辅助代码版本号。用户空间可以通过读69 取此版本号以确定特定的辅助代码是否存在。70 71使用范例:72 73#define __kuser_helper_version (*(int32_t *)0xffff0ffc)74 75void check_kuser_version(void)76{77 if (__kuser_helper_version < 2) {78 fprintf(stderr, "can't do atomic operations, kernel too old\n");79 abort();80 }81}82 83注意:84 85 用户空间可以假设这个域的值不会在任何单个进程的生存期内改变。也就86 是说，这个域可以仅在库的初始化阶段或进程启动阶段读取一次。87 88kuser_get_tls89-------------90 91位置: 0xffff0fe092 93参考原型:94 95 void * __kuser_get_tls(void);96 97输入:98 99 lr = 返回地址100 101输出:102 103 r0 = TLS 值104 105被篡改的寄存器:106 107 无108 109定义:110 111 获取之前通过 __ARM_NR_set_tls 系统调用设置的 TLS 值。112 113使用范例:114 115typedef void * (__kuser_get_tls_t)(void);116#define __kuser_get_tls (*(__kuser_get_tls_t *)0xffff0fe0)117 118void foo()119{120 void *tls = __kuser_get_tls();121 printf("TLS = %p\n", tls);122}123 124注意:125 126 - 仅在 __kuser_helper_version >= 1 时，此辅助代码存在127 （从内核版本 2.6.12 开始）。128 129kuser_cmpxchg130-------------131 132位置: 0xffff0fc0133 134参考原型:135 136 int __kuser_cmpxchg(int32_t oldval, int32_t newval, volatile int32_t *ptr);137 138输入:139 140 r0 = oldval141 r1 = newval142 r2 = ptr143 lr = 返回地址144 145输出:146 147 r0 = 成功代码 (零或非零)148 C flag = 如果 r0 == 0 则置 1，如果 r0 != 0 则清零。149 150被篡改的寄存器:151 152 r3, ip, flags153 154定义:155 156 仅在 *ptr 为 oldval 时原子保存 newval 于 *ptr 中。157 如果 *ptr 被改变，则返回值为零，否则为非零值。158 如果 *ptr 被改变，则 C flag 也会被置 1，以实现调用代码中的汇编159 优化。160 161使用范例:162 163typedef int (__kuser_cmpxchg_t)(int oldval, int newval, volatile int *ptr);164#define __kuser_cmpxchg (*(__kuser_cmpxchg_t *)0xffff0fc0)165 166int atomic_add(volatile int *ptr, int val)167{168 int old, new;169 170 do {171 old = *ptr;172 new = old + val;173 } while(__kuser_cmpxchg(old, new, ptr));174 175 return new;176}177 178注意:179 180 - 这个例程已根据需要包含了内存屏障。181 182 - 仅在 __kuser_helper_version >= 2 时，此辅助代码存在183 （从内核版本 2.6.12 开始）。184 185kuser_memory_barrier186--------------------187 188位置: 0xffff0fa0189 190参考原型:191 192 void __kuser_memory_barrier(void);193 194输入:195 196 lr = 返回地址197 198输出:199 200 无201 202被篡改的寄存器:203 204 无205 206定义:207 208 应用于任何需要内存屏障以防止手动数据修改带来的一致性问题，以及209 __kuser_cmpxchg 中。210 211使用范例:212 213typedef void (__kuser_dmb_t)(void);214#define __kuser_dmb (*(__kuser_dmb_t *)0xffff0fa0)215 216注意:217 218 - 仅在 __kuser_helper_version >= 3 时，此辅助代码存在219 （从内核版本 2.6.15 开始）。220 221kuser_cmpxchg64222---------------223 224位置: 0xffff0f60225 226参考原型:227 228 int __kuser_cmpxchg64(const int64_t *oldval,229 const int64_t *newval,230 volatile int64_t *ptr);231 232输入:233 234 r0 = 指向 oldval235 r1 = 指向 newval236 r2 = 指向目标值237 lr = 返回地址238 239输出:240 241 r0 = 成功代码 (零或非零)242 C flag = 如果 r0 == 0 则置 1，如果 r0 != 0 则清零。243 244被篡改的寄存器:245 246 r3, lr, flags247 248定义:249 250 仅在 *ptr 等于 *oldval 指向的 64 位值时，原子保存 *newval251 指向的 64 位值于 *ptr 中。如果 *ptr 被改变，则返回值为零，252 否则为非零值。253 254 如果 *ptr 被改变，则 C flag 也会被置 1，以实现调用代码中的汇编255 优化。256 257使用范例:258 259typedef int (__kuser_cmpxchg64_t)(const int64_t *oldval,260 const int64_t *newval,261 volatile int64_t *ptr);262#define __kuser_cmpxchg64 (*(__kuser_cmpxchg64_t *)0xffff0f60)263 264int64_t atomic_add64(volatile int64_t *ptr, int64_t val)265{266 int64_t old, new;267 268 do {269 old = *ptr;270 new = old + val;271 } while(__kuser_cmpxchg64(&old, &new, ptr));272 273 return new;274}275 276注意:277 278 - 这个例程已根据需要包含了内存屏障。279 280 - 由于这个过程的代码长度（此辅助代码跨越 2 个常规的 kuser “槽”），281 因此 0xffff0f80 不被作为有效的入口点。282 283 - 仅在 __kuser_helper_version >= 5 时，此辅助代码存在284 （从内核版本 3.1 开始）。285