ARM NEON 是 ARM 架构中的SIMD (Single Instruction, Multiple Data) 扩展，它提供了一组专用的指令和寄存器，用于高效地处理并行数据。在 Linux 内核中，ARM NEON 驱动提供了对 NEON 寄存器和指令的支持，以便在内核中利用 NEON 进行高性能的数据处理。
ARM NEON 驱动的功能主要包括以下几个方面：
- 寄存器访问
NEON 驱动允许内核代码直接访问 NEON 寄存器，以便进行数据加载、存储和操作。通过访问 NEON 寄存器，内核可以利用 NEON 指令执行高效的并行数据处理。
- SIMD 数据类型支持
NEON 驱动提供了对 NEON 数据类型（例如 int8x8_t、int16x4_t、float32x2_t 等）的支持。这些数据类型允许内核以向量化方式处理多个数据元素，提高数据处理效率。
- 固定点运算支持
NEON 驱动支持固定点运算，包括整数饱和运算、饱和加减运算、乘法运算、转置运算等。这些操作可以在内核中直接调用 NEON 指令来实现高效的固定点数据处理。
- 编译器优化支持
NEON 驱动通过内核编译器选项和内核源代码中的向量化宏等方式，提供了对 NEON 指令的编译器优化支持。通过这些优化，内核可以自动将适合的代码段向量化，以便充分利用 NEON 的并行优势。
在 Linux 内核中使用 ARM NEON 驱动可以通过相应的头文件和 API 进行调用和操作。例如，可以使用 <asm/neon.h> 头文件来引用 NEON 寄存器和数据类型，并使用 NEON 相关的函数和宏来执行特定的 NEON 操作。
在ARM平台上，将ARM NEON与Linux内核中的加解密框架对接的步骤如下：
- 内核配置
确保内核配置中启用了ARM NEON的支持，以便内核代码可以直接使用NEON寄存器和指令。
- 注册加解密算法
在内核中注册要使用的加解密算法，以便内核和用户空间的应用程序能够调用。
- 实现加解密算法操作函数
编写加解密算法的操作函数，使用ARM NEON指令进行并行数据处理。
以下是一个简单示例，演示了如何在ARM平台上将ARM NEON与Linux内核加解密框架对接：
```c
#include <linux/module.h>
#include <linux/crypto.h>
#include <crypto/internal/simd.h>
static int mycipher_crypt(struct ablkcipher_request *req, unsigned long flags)
{
// 获取输入数据和输出数据的指针
struct scatterlist *src_sg, *dst_sg;
src_sg = req_sg(req, 0);
dst_sg = req_sg(req, 1);
// 获取输入数据长度
unsigned int nbytes = req->nbytes;
// 获取密码算法上下文
struct crypto_skcipher *skcipher = crypto_ablkcipher_crt(req->base.tfm);
// 获取加密密钥
const u8 *key = crypto_skcipher_alg(crypto_ablkcipher_skcipher(skcipher))->cra_cipher.cra_driver_name;
// 判断是否支持ARM NEON指令集
if (crypto_simd_usable()) {
// 使用ARM NEON指令集进行并行数据处理
crypto_simd_crypt(req, my_neon_function, nbytes, key);
} else {
// 使用通用的数据处理方法
crypto_ablkcipher_request_set_tfm(req, tfm);
ablkcipher_request_set_callback(req, flags);
ablkcipher_request_set_crypt(req, src_sg, dst_sg, nbytes, iv);
my_generic_function(req);
}
return 0;
}
static struct skcipher_alg mycipher = {
.base.cra_name = "mycipher",
.base.cra_driver_name = "mycipher",
.base.cra_priority = 300,
.base.cra_blocksize = 16,
.base.cra_module = THIS_MODULE,
.min_keysize = 16,
.max_keysize = 16,
.setkey = mycipher_setkey,
.crypt = mycipher_crypt,
.exit = mycipher_exit,
};
static int __init mycipher_init(void)
{
return crypto_register_skcipher(&mycipher);
}
static void __exit mycipher_exit(void)
{
crypto_unregister_skcipher(&mycipher);
}
module_init(mycipher_init);
module_exit(mycipher_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
```
上述示例代码中，我们通过`crypto_simd_usable()`判断ARM NEON是否可用。如果可用，我们将请求传递给一个自定义的NEON函数进行并行数据处理。否则，我们使用通用的数据处理方法进行加解密。