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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 的中文翻譯14 15如果想評論或更新本文的內容，請直接聯繫原文檔的維護者。如果你使用英文16交流有困難的話，也可以向中文版維護者求助。如果本翻譯更新不及時或者翻17譯存在問題，請聯繫中文版維護者。18英文版維護者： Nicolas Pitre <nicolas.pitre@linaro.org>19 Dave Martin <dave.martin@linaro.org>20中文版維護者： 傅煒 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>21中文版翻譯者： 傅煒 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>22中文版校譯者： 宋冬生 Dongsheng Song <dongshneg.song@gmail.com>23 傅煒 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>24 25 26以下爲正文27---------------------------------------------------------------------28內核提供的用戶空間輔助代碼29=========================30 31在內核內存空間的固定地址處，有一個由內核提供並可從用戶空間訪問的代碼32段。它用於向用戶空間提供因在許多 ARM CPU 中未實現的特性和/或指令而需33內核提供幫助的某些操作。這些代碼直接在用戶模式下執行的想法是爲了獲得34最佳效率，但那些與內核計數器聯繫過於緊密的部分，則被留給了用戶庫實現。35事實上，此代碼甚至可能因不同的 CPU 而異，這取決於其可用的指令集或它36是否爲 SMP 系統。換句話說，內核保留在不作出警告的情況下根據需要更改37這些代碼的權利。只有本文檔描述的入口及其結果是保證穩定的。38 39這與完全成熟的 VDSO 實現不同（但兩者並不衝突），儘管如此，VDSO 可阻止40某些通過常量高效跳轉到那些代碼段的彙編技巧。且由於那些代碼段在返回用戶41代碼前僅使用少量的代碼週期，則一個 VDSO 間接遠程調用將會在這些簡單的42操作上增加一個可測量的開銷。43 44在對那些擁有原生支持的新型處理器進行代碼優化時，僅在已爲其他操作使用45了類似的新增指令，而導致二進制結果已與早期 ARM 處理器不兼容的情況下，46用戶空間才應繞過這些輔助代碼，並在內聯函數中實現這些操作（無論是通過47編譯器在代碼中直接放置，還是作爲庫函數調用實現的一部分）。也就是說，48如果你編譯的代碼不會爲了其他目的使用新指令，則不要僅爲了避免使用這些49內核輔助代碼，導致二進制程序無法在早期處理器上運行。50 51新的輔助代碼可能隨着時間的推移而增加，所以新內核中的某些輔助代碼在舊52內核中可能不存在。因此，程序必須在對任何輔助代碼調用假設是安全之前，53檢測 __kuser_helper_version 的值（見下文）。理想情況下，這種檢測應該54只在進程啓動時執行一次；如果內核版本不支持所需輔助代碼，則該進程可儘早55中止執行。56 57kuser_helper_version58--------------------59 60位置: 0xffff0ffc61 62參考聲明:63 64 extern int32_t __kuser_helper_version;65 66定義:67 68 這個區域包含了當前運行內核實現的輔助代碼版本號。用戶空間可以通過讀69 取此版本號以確定特定的輔助代碼是否存在。70 71使用範例: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 用戶空間可以假設這個域的值不會在任何單個進程的生存期內改變。也就86 是說，這個域可以僅在庫的初始化階段或進程啓動階段讀取一次。87 88kuser_get_tls89-------------90 91位置: 0xffff0fe092 93參考原型:94 95 void * __kuser_get_tls(void);96 97輸入:98 99 lr = 返回地址100 101輸出:102 103 r0 = TLS 值104 105被篡改的寄存器:106 107 無108 109定義:110 111 獲取之前通過 __ARM_NR_set_tls 系統調用設置的 TLS 值。112 113使用範例: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 - 僅在 __kuser_helper_version >= 1 時，此輔助代碼存在127 （從內核版本 2.6.12 開始）。128 129kuser_cmpxchg130-------------131 132位置: 0xffff0fc0133 134參考原型:135 136 int __kuser_cmpxchg(int32_t oldval, int32_t newval, volatile int32_t *ptr);137 138輸入:139 140 r0 = oldval141 r1 = newval142 r2 = ptr143 lr = 返回地址144 145輸出:146 147 r0 = 成功代碼 (零或非零)148 C flag = 如果 r0 == 0 則置 1，如果 r0 != 0 則清零。149 150被篡改的寄存器:151 152 r3, ip, flags153 154定義:155 156 僅在 *ptr 爲 oldval 時原子保存 newval 於 *ptr 中。157 如果 *ptr 被改變，則返回值爲零，否則爲非零值。158 如果 *ptr 被改變，則 C flag 也會被置 1，以實現調用代碼中的彙編159 優化。160 161使用範例: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 - 這個例程已根據需要包含了內存屏障。181 182 - 僅在 __kuser_helper_version >= 2 時，此輔助代碼存在183 （從內核版本 2.6.12 開始）。184 185kuser_memory_barrier186--------------------187 188位置: 0xffff0fa0189 190參考原型:191 192 void __kuser_memory_barrier(void);193 194輸入:195 196 lr = 返回地址197 198輸出:199 200 無201 202被篡改的寄存器:203 204 無205 206定義:207 208 應用於任何需要內存屏障以防止手動數據修改帶來的一致性問題，以及209 __kuser_cmpxchg 中。210 211使用範例:212 213typedef void (__kuser_dmb_t)(void);214#define __kuser_dmb (*(__kuser_dmb_t *)0xffff0fa0)215 216注意:217 218 - 僅在 __kuser_helper_version >= 3 時，此輔助代碼存在219 （從內核版本 2.6.15 開始）。220 221kuser_cmpxchg64222---------------223 224位置: 0xffff0f60225 226參考原型:227 228 int __kuser_cmpxchg64(const int64_t *oldval,229 const int64_t *newval,230 volatile int64_t *ptr);231 232輸入:233 234 r0 = 指向 oldval235 r1 = 指向 newval236 r2 = 指向目標值237 lr = 返回地址238 239輸出:240 241 r0 = 成功代碼 (零或非零)242 C flag = 如果 r0 == 0 則置 1，如果 r0 != 0 則清零。243 244被篡改的寄存器:245 246 r3, lr, flags247 248定義:249 250 僅在 *ptr 等於 *oldval 指向的 64 位值時，原子保存 *newval251 指向的 64 位值於 *ptr 中。如果 *ptr 被改變，則返回值爲零，252 否則爲非零值。253 254 如果 *ptr 被改變，則 C flag 也會被置 1，以實現調用代碼中的彙編255 優化。256 257使用範例: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 - 這個例程已根據需要包含了內存屏障。279 280 - 由於這個過程的代碼長度（此輔助代碼跨越 2 個常規的 kuser “槽”），281 因此 0xffff0f80 不被作爲有效的入口點。282 283 - 僅在 __kuser_helper_version >= 5 時，此輔助代碼存在284 （從內核版本 3.1 開始）。285 286