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defs_windows_arm64.go.md

File metadata and controls

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File: defs_windows_arm64.go

defs_windows_arm64.go文件是Go语言运行时库中的一个文件,它主要用于定义Windows_ARM64平台下的一些常量和函数。

在该文件中,定义了一些平台相关的常量,如页大小、内存对齐等。此外,该文件还定义了一些平台相关的函数,如mmap()、mprotect()等。

通过这些定义和函数,Go语言可以在Windows_ARM64平台上进行内存分配和保护。这些函数将内存分配、释放、和保护的操作封装在平台相关的底层,使得Go语言程序可以透明地操作内存,而不需要关心底层操作系统的细节。

因此,defs_windows_arm64.go文件在Go语言运行时库中扮演着重要的角色,它为Go语言提供了强大的跨平台能力,使得Go程序可以在不同的操作系统和硬件平台上运行。


Structs:

neon128

在Go语言运行时的defs_windows_arm64.go文件中,neon128结构体是用于ARM64的NEON指令集的128位向量的类型。NEON指令集是ARM架构处理器上的一个SIMD指令集,它允许向量化计算,加速图像处理、数字信号处理、音频处理和编解码等一些常见的任务。

neon128结构体定义了一个64位对齐的,16字节大小的向量类型,它包含了8个16位整数、4个32位整数或者2个64位整数。这个结构体的作用是让Go语言在ARM64平台上可以进行有效的NEON向量化计算,提高计算性能。它在Go语言的内部实现中可以作为函数参数或者返回值,也可以直接作为变量使用。在Go语言的运行时中,对于ARM64平台上需要进行向量化计算的任务,就可以使用这个结构体来实现高效的计算操作,提高程序的性能和效率。

context

在go/src/runtime中,defs_windows_arm64.go文件定义了在Windows操作系统下,ARM64架构处理器的运行时定义。其中,context结构体是一种用于携带goroutine执行上下文信息的数据结构。

在Go语言中,goroutine是一种轻量级线程,它可以在单个线程中执行多个并发任务,通过上下文切换来实现并发。在goroutine运行时,它需要保存一些关键信息,例如程序计数器、栈指针等,这些信息被保存在context结构体中。

具体来说,在defs_windows_arm64.go文件中,context结构体包含以下字段:

  1. sp uintptr:栈指针,指向goroutine的栈顶。
  2. pc uintptr:程序计数器,指向goroutine正在执行的指令。
  3. lr uintptr:寄存器lr,保留goroutine的返回地址。
  4. g uintptr:指向当前运行goroutine的g结构体。
  5. ctxt uintptr:保留字段,可作为存储额外上下文信息的容器。

通过保存这些关键信息,context结构体允许在goroutine之间进行切换,从而实现并发执行。在Go语言中,context结构体被广泛运用于实现异步编程、超时控制等功能。

Functions:

ip

在 Go 语言中,defs_windows_arm64.go 这个文件主要包含了针对 Windows ARM64 操作系统的一些特定定义和实现。其中,ip() 函数的作用是获取当前协程的 Instruction Pointer(指令指针)。

在操作系统层面中,每个线程都有一个指向当前正在执行指令的指针。在 x86 和 x64 系统中,这个指针是存储在 CPU 的寄存器中,而在 ARM 架构中,这个指针则是存储在堆栈中。

在 Go 运行时中,每个协程都对应着一个线程,因此可以通过获取线程的调用栈来获取协程的 IP。但是,Go 语言又提供了协程级别的控制和管理,因此需要一种更加高效的方式来获取当前协程的 IP。这就是通过 ip() 函数来实现的。

具体来说,ip() 函数的实现是通过从系统调用栈中获取当前协程的 ebp 寄存器,然后再从 ebp 寄存器指向的堆栈中取出当前 IP。由于实现机制的不同,ip() 函数在 Windows 和 Linux 系统中的代码实现也不相同。

总的来说,ip() 函数的作用是提供一种高效的方式来获取当前协程的 IP,这在调试和运行时跟踪中非常重要。

sp

defs_windows_arm64.go文件中的sp()函数是用来获取当前goroutine的栈指针的。该函数使用了汇编代码来实现,具体实现过程为:

  1. 使用MOV指令将FP(frame pointer)中的值(即当前函数栈帧的指针)移动到X0寄存器中。
  2. 使用LDP指令将X0寄存器中栈帧指针的值和FP寄存器中的值恢复。
  3. 使用MOV指令将栈帧指针中的值(即栈指针)移动到X0寄存器中。
  4. 使用LDR指令将X0寄存器中的值返回给调用方。

当程序需要获取当前goroutine的栈指针时,可以调用sp()函数来实现。在Go语言运行时中,每个goroutine都有自己的栈空间,通过栈指针可以访问该goroutine的栈数据。

lr

在go/src/runtime/defs_windows_arm64.go文件中,lr(Link Register)函数的作用是在调用go函数时保存现场,以便函数返回时恢复现场。

在Windows ARM64架构下,函数调用时,将返回地址存储在LR寄存器中,因此需要在go函数调用前将LR寄存器的值保存下来,并在函数返回时还原LR寄存器的值,以完成正确的返回。因此,该lr函数的作用就是保存和恢复LR寄存器的值。

lr函数定义如下:

func lr() uintptr {
    lr := 0
    _, _, errno := syscalls.RawSyscall6(arm64GetThreadContext, getg().m.procid, _CONTEXT_ARM64, uintptr(unsafe.Pointer(&lr)), unsafe.Sizeof(uintptr(0)), 0, 0)
    if errno != 0 {
        throw("getThreadContext failed")
    }
    return uintptr(lr)
}

在该函数中,它会调用系统调用获取当前线程的上下文信息,其中包括LR寄存器的值。该函数返回LR寄存器的值,用于在go函数调用前保存和函数返回后恢复LR寄存器的值。

set_ip

set_ip这个函数是在Windows系统上运行的基于ARM64架构的处理器中的一个辅助函数,主要用于设置当前的指令指针(Instruction Pointer,IP)。

在运行程序的过程中,计算机处理器需要不断地根据程序的指令指针来执行具体的指令,从而完成各种各样的操作。而在ARM64架构的处理器中,指令指针的位置通常存储在程序计数器寄存器(Program Counter Register,PC)中。

set_ip函数的作用是在运行时修改程序计数器寄存器的值,从而实现跳转到特定的指令地址。这对于实现诸如函数调用、异常处理以及跳转等功能非常重要。

具体来说,set_ip函数接受一个uintptr类型的参数ip,该参数指定了要跳转的指令地址。函数将该参数的值存储到程序计数器寄存器中,实现跳转到指定地址的功能。

需要注意的是,在set_ip函数中修改程序计数器寄存器的值需要具有一定的权限,因此该函数可能会要求操作系统的支持或者在特定的硬件平台上实现。

set_sp

在 Go 语言中,set_sp 函数用于设置当前 goroutine 栈指针的值。

具体来说,在 Windows ARM64 平台下的 Go runtime 实现中,当执行一个 goroutine 时,程序会根据需要为该 goroutine 分配一块内存空间作为其栈空间,然后使用 set_sp 函数将当前的栈指针设置为该内存空间的栈顶地址,使得 goroutine 可以使用该空间。

set_sp 函数的实现比较简单,它将传入的指针保存到 CPU 的栈寄存器中,然后在该寄存器上使用指针运算做一些调整,使得栈指针指向内存空间的栈顶地址。具体的操作细节可以参考 set_sp 函数的源码实现。

set_lr

在ARM64架构中,LR(Link Register)寄存器用于保存函数返回地址。当一个函数调用另一个函数时,LR寄存器会保存当前函数的返回地址。当被调用的函数执行完后,程序将跳转到LR寄存器中保存的返回地址继续执行。因此,LR寄存器在函数调用和返回中起着重要作用。

在defs_windows_arm64.go文件中,set_lr函数的作用是将LR寄存器的值设置为入口参数值。该函数的定义如下:

//go:nosplit
func set_lr(lr uintptr)

//go:nosplit
func set_lr lr // 将LR寄存器的值设置为lr

在调用set_lr函数时,入口参数lr将被写入LR寄存器中。这通常在Go汇编中使用,用于将函数的返回地址设置为指定值,以便在函数返回时跳转到指定位置。通过设置LR寄存器,实现函数调用和返回的过程,保证程序正确地执行。

set_fp

在Windows ARM64平台上,需要设置FP (Frame Pointer) 寄存器的值,以便正确地跟踪调用栈。这是通过 set_fp 函数实现的。

set_fp 函数会将当前函数的调用帧指针保存到 FP 寄存器中。它首先计算出当前 SP(Stack Pointer)指向的位置,并将其向下对齐到 16 个字节的边界。这是因为 ARM64 要求 SP 始终是 16 的倍数。然后,它将对齐后的 SP 的值保存到 FP 寄存器中,使之成为函数调用栈的当前帧。

set_fp 函数的主要作用是为 ARM64 平台上的函数调用栈跟踪提供支持。它在每个函数的开头被调用,确保在调用其他函数之前,当前函数的栈帧已经正确地设置。这有助于确保在程序执行过程中正确跟踪函数调用,使得调试和故障排除更加容易。

prepareContextForSigResume

prepareContextForSigResume函数是用于在Windows ARM64平台上为信号处理器提供上下文的函数。

在Windows ARM64平台上,当一个信号被触发时,操作系统会将当前程序的状态保存在一个称为”上下文”的数据结构中,并将控制权转移到信号处理器。当信号处理器处理完信号后,它必须将控制权返回到被中断的程序,并将保存在上下文中的状态恢复到程序中。

prepareContextForSigResume函数的作用是为信号处理器准备上下文,以便它能够正确地恢复被中断的程序。具体来说,它会向上下文中添加额外的寄存器,包括X16、X17、X18和X29寄存器。这些寄存器在操作系统中用于执行系统调用和异常处理,但它们的值也需要在信号被处理完后恢复到程序中。

在运行时中,prepareContextForSigResume函数会在处理信号之前调用,以确保信号处理器能够正确地恢复程序的状态。

dumpregs

dumpregs函数是Golang运行时在Windows ARM64操作系统上的一个帮助函数。它的作用是将当前线程的寄存器状态(包括通用目的寄存器,堆栈指针寄存器、程序计数器等)打印出来,以便进行调试。

在Windows ARM64操作系统下,Golang运行时是使用Go汇编语言编写的,并与操作系统API交互来完成任务。但是,由于Golang运行时是使用C语言编写的,所以在与操作系统API交互时需要考虑不同编译器对栈指针的实现方式的差异。dumpregs函数就是为了解决这个差异而存在的。它可以在调用Windows API之前使用相应的指令将寄存器状态保存到栈中,然后在调用API之后再将寄存器状态恢复为原始状态。

在开发过程中,如果出现了Golang运行时崩溃的情况,dumpregs函数可以帮助开发者快速找到问题所在的原因。通过查看dumpregs函数输出的寄存器状态,可以确定当前Goroutine的执行状态以及出现崩溃的原因,从而更好地进行调试和修复。

stackcheck

在Go语言中,goroutine的栈空间是动态分配的。当goroutine使用的栈空间超过了分配的上限时,Go语言运行时会重新分配更大的栈空间。为了防止goroutine无限制地使用栈空间,Go语言的运行时会在栈空间的起始位置和末尾位置分别设置一个"StackGuard",用于检测栈空间的使用情况。

在defs_windows_arm64.go这个文件中的stackcheck函数的作用就是检测goroutine的栈空间是否超出了StackGuard所限制的范围。如果栈空间超出了范围,就会抛出栈溢出的异常。该函数会在每个显式或隐式调用stacksplit函数的函数中被调用。它会检查当前goroutine的栈空间是否足够,如果不足,就会调用stacksplit函数进行栈空间的重新分配。

较老版本的Go语言中,该函数的名称为stackcachegrow,其作用与stackcheck相同,即用于检测栈空间的使用情况。