| Chinese translated version of Documentation/arm/kernel_user_helpers.txt |
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| Maintainer: Nicolas Pitre <nicolas.pitre@linaro.org> |
| Dave Martin <dave.martin@linaro.org> |
| Chinese maintainer: Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com> |
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| Documentation/arm/kernel_user_helpers.txt 的中文翻译 |
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| 英文版维护者： Nicolas Pitre <nicolas.pitre@linaro.org> |
| Dave Martin <dave.martin@linaro.org> |
| 中文版维护者： 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com> |
| 中文版翻译者： 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com> |
| 中文版校译者： 宋冬生 Dongsheng Song <dongshneg.song@gmail.com> |
| 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com> |
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| 以下为正文 |
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| 内核提供的用户空间辅助代码 |
| ========================= |
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| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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。 |
| 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 |
| 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 |
| 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。 |
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| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 操作上增加一个可测量的开销。 |
| |
| 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 |
| 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， |
| 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 |
| 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， |
| 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 |
| 内核辅助代码，导致二进制程序无法在早期处理器上运行。 |
| |
| 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 |
| 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， |
| 检测 __kuser_helper_version 的值（见下文）。理想情况下，这种检测应该 |
| 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 |
| 中止执行。 |
| |
| kuser_helper_version |
| -------------------- |
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| 位置: 0xffff0ffc |
| |
| 参考声明: |
| |
| extern int32_t __kuser_helper_version; |
| |
| 定义: |
| |
| 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 |
| 取此版本号以确定特定的辅助代码是否存在。 |
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| 使用范例: |
| |
| #define __kuser_helper_version (*(int32_t *)0xffff0ffc) |
| |
| void check_kuser_version(void) |
| { |
| if (__kuser_helper_version < 2) { |
| fprintf(stderr, "can't do atomic operations, kernel too old\n"); |
| abort(); |
| } |
| } |
| |
| 注意: |
| |
| 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 |
| 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。 |
| |
| kuser_get_tls |
| ------------- |
| |
| 位置: 0xffff0fe0 |
| |
| 参考原型: |
| |
| void * __kuser_get_tls(void); |
| |
| 输入: |
| |
| lr = 返回地址 |
| |
| 输出: |
| |
| r0 = TLS 值 |
| |
| 被篡改的寄存器: |
| |
| 无 |
| |
| 定义: |
| |
| 获取之前通过 __ARM_NR_set_tls 系统调用设置的 TLS 值。 |
| |
| 使用范例: |
| |
| typedef void * (__kuser_get_tls_t)(void); |
| #define __kuser_get_tls (*(__kuser_get_tls_t *)0xffff0fe0) |
| |
| void foo() |
| { |
| void *tls = __kuser_get_tls(); |
| printf("TLS = %p\n", tls); |
| } |
| |
| 注意: |
| |
| - 仅在 __kuser_helper_version >= 1 时，此辅助代码存在 |
| （从内核版本 2.6.12 开始）。 |
| |
| kuser_cmpxchg |
| ------------- |
| |
| 位置: 0xffff0fc0 |
| |
| 参考原型: |
| |
| int __kuser_cmpxchg(int32_t oldval, int32_t newval, volatile int32_t *ptr); |
| |
| 输入: |
| |
| r0 = oldval |
| r1 = newval |
| r2 = ptr |
| lr = 返回地址 |
| |
| 输出: |
| |
| r0 = 成功代码 (零或非零) |
| C flag = 如果 r0 == 0 则置 1，如果 r0 != 0 则清零。 |
| |
| 被篡改的寄存器: |
| |
| r3, ip, flags |
| |
| 定义: |
| |
| 仅在 *ptr 为 oldval 时原子保存 newval 于 *ptr 中。 |
| 如果 *ptr 被改变，则返回值为零，否则为非零值。 |
| 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 |
| 优化。 |
| |
| 使用范例: |
| |
| typedef int (__kuser_cmpxchg_t)(int oldval, int newval, volatile int *ptr); |
| #define __kuser_cmpxchg (*(__kuser_cmpxchg_t *)0xffff0fc0) |
| |
| int atomic_add(volatile int *ptr, int val) |
| { |
| int old, new; |
| |
| do { |
| old = *ptr; |
| new = old + val; |
| } while(__kuser_cmpxchg(old, new, ptr)); |
| |
| return new; |
| } |
| |
| 注意: |
| |
| - 这个例程已根据需要包含了内存屏障。 |
| |
| - 仅在 __kuser_helper_version >= 2 时，此辅助代码存在 |
| （从内核版本 2.6.12 开始）。 |
| |
| kuser_memory_barrier |
| -------------------- |
| |
| 位置: 0xffff0fa0 |
| |
| 参考原型: |
| |
| void __kuser_memory_barrier(void); |
| |
| 输入: |
| |
| lr = 返回地址 |
| |
| 输出: |
| |
| 无 |
| |
| 被篡改的寄存器: |
| |
| 无 |
| |
| 定义: |
| |
| 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 |
| __kuser_cmpxchg 中。 |
| |
| 使用范例: |
| |
| typedef void (__kuser_dmb_t)(void); |
| #define __kuser_dmb (*(__kuser_dmb_t *)0xffff0fa0) |
| |
| 注意: |
| |
| - 仅在 __kuser_helper_version >= 3 时，此辅助代码存在 |
| （从内核版本 2.6.15 开始）。 |
| |
| kuser_cmpxchg64 |
| --------------- |
| |
| 位置: 0xffff0f60 |
| |
| 参考原型: |
| |
| int __kuser_cmpxchg64(const int64_t *oldval, |
| const int64_t *newval, |
| volatile int64_t *ptr); |
| |
| 输入: |
| |
| r0 = 指向 oldval |
| r1 = 指向 newval |
| r2 = 指向目标值 |
| lr = 返回地址 |
| |
| 输出: |
| |
| r0 = 成功代码 (零或非零) |
| C flag = 如果 r0 == 0 则置 1，如果 r0 != 0 则清零。 |
| |
| 被篡改的寄存器: |
| |
| r3, lr, flags |
| |
| 定义: |
| |
| 仅在 *ptr 等于 *oldval 指向的 64 位值时，原子保存 *newval |
| 指向的 64 位值于 *ptr 中。如果 *ptr 被改变，则返回值为零， |
| 否则为非零值。 |
| |
| 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 |
| 优化。 |
| |
| 使用范例: |
| |
| typedef int (__kuser_cmpxchg64_t)(const int64_t *oldval, |
| const int64_t *newval, |
| volatile int64_t *ptr); |
| #define __kuser_cmpxchg64 (*(__kuser_cmpxchg64_t *)0xffff0f60) |
| |
| int64_t atomic_add64(volatile int64_t *ptr, int64_t val) |
| { |
| int64_t old, new; |
| |
| do { |
| old = *ptr; |
| new = old + val; |
| } while(__kuser_cmpxchg64(&old, &new, ptr)); |
| |
| return new; |
| } |
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| 注意: |
| |
| - 这个例程已根据需要包含了内存屏障。 |
| |
| - 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”）， |
| 因此 0xffff0f80 不被作为有效的入口点。 |
| |
| - 仅在 __kuser_helper_version >= 5 时，此辅助代码存在 |
| （从内核版本 3.1 开始）。 |