1Chinese translated version of Documentation/arch/arm/kernel_user_helpers.rst 2 3If you have any comment or update to the content, please contact the 4original document maintainer directly. However, if you have a problem 5communicating in English you can also ask the Chinese maintainer for 6help. Contact the Chinese maintainer if this translation is outdated 7or if there is a problem with the translation. 8 9Maintainer: Nicolas Pitre 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_version 58-------------------- 59 60位置: 0xffff0ffc 61 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_tls 89------------- 90 91位置: 0xffff0fe0 92 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_cmpxchg 130------------- 131 132位置: 0xffff0fc0 133 134參考原型: 135 136 int __kuser_cmpxchg(int32_t oldval, int32_t newval, volatile int32_t *ptr); 137 138輸入: 139 140 r0 = oldval 141 r1 = newval 142 r2 = ptr 143 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, flags 153 154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_barrier 186-------------------- 187 188位置: 0xffff0fa0 189 190參考原型: 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_cmpxchg64 222--------------- 223 224位置: 0xffff0f60 225 226參考原型: 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 oldval 235 r1 = 指向 newval 236 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, flags 247 248定義: 249 250 僅在 *ptr 等於 *oldval 指向的 64 位值時，原子保存 *newval 251 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