1、vdso 数据段的初始化
1)数据段的定义:
vdso 数据段由内核进行声明和定义,其中,在链接脚本 arch/x86/entry/vdso/vdso-layout.lds.S 里指定了 vdso 的数据段的名称和位置,相关内容如下:
SECTIONS {
vvar_start = . - 3 * PAGE_SIZE;
vvar_page = vvar_start;
#define EMIT_VVAR(name, offset) vvar_ ## name = vvar_page + offset;
#define __VVAR_KERNEL_LDS
#include <asm/vvar.h>
#undef __VVAR_KERNEL_LDS
#undef EMIT_VVAR
...
}
其中 <asm/vvar.h> (arch/x86/include/asm/vvar.h)里的相关内容是:
#define DECLARE_VVAR(offset, type, name) EMIT_VVAR(name, offset)
DECLARE_VVAR(128, struct vsyscall_gtod_data, vsyscall_gtod_data)
结合上面的链接脚本可知,上述 #include <asm/vvar.h> 的结果是在 vdso 中定义了一个 vvar_vsyscall_gtod_data 符号,它的起始地址是 vvar_page + 128。
2)与之关联的变量定义:
在 ./arch/x86/entry/vsyscall/vsyscall_gtod.c 文件中有这样一条语句:
DEFINE_VVAR(struct vsyscall_gtod_data, vsyscall_gtod_data);
这个 DEFINE_VVAR 宏同样定义在 <asm/vvar.h> 文件中:
#define DEFINE_VVAR(type, name) type name __attribute__((section(".vvar_" #name), aligned(16))) __visible
因此,上述宏调用的结果是定义了一个 struct vsyscall_gtod_data vsyscall_gtod_data 变量,它位于 vdso 的 .vvar_vsyscall_gtod_data段。
至此,struct vsyscall_gtod_data vsyscall_gtod_data 变量与 vdso 中数据段的关系已经建立起来了。
2、vdso数据段的更新
vdso 数据段的内容由内核在 ./arch/x86/entry/vsyscall/vsyscall_gtod.c 文件中进行更新。
主要涉及两个函数:update_vsyscall_tz() 和 update_vsyscall() 。
实现如下,这里的 vsyscall_gtod_data 就是上面定义的 vsyscall_gtod_data 变量:
void update_vsyscall_tz(void)
{
vsyscall_gtod_data.tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
vsyscall_gtod_data.tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
}
void update_vsyscall(struct timekeeper *tk)
{
int vclock_mode = tk->tkr_mono.clock->archdata.vclock_mode;
struct vsyscall_gtod_data *vdata = &vsyscall_gtod_data;
/* copy vsyscall data */
vdata->vclock_mode = vclock_mode;
...
}
3、vdso数据段的使用
vdso 数据段的内容由用户态的 __vdso_xxxx() 等函数使用。
例如,在文件 arch/x86/entry/vdso/vclock_gettime.c 中定义的 __vdso_gettimeofday() 函数:
notrace int __vdso_gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)
{
if (likely(tv != NULL)) {
if (unlikely(do_realtime((struct timespec *)tv) == VCLOCK_NONE))
return vdso_fallback_gtod(tv, tz);
tv->tv_usec /= 1000;
}
if (unlikely(tz != NULL)) {
tz->tz_minuteswest = gtod->tz_minuteswest;
tz->tz_dsttime = gtod->tz_dsttime;
}
return 0;
}
其中 gtod 的定义是:
#define gtod (&VVAR(vsyscall_gtod_data))
其中 VVAR() 宏的定义是
#define VVAR(name) (vvar_ ## name)