Linux Kernel代码艺术——数组初始化【转】

简介: 转自:http://www.cnblogs.com/hazir/p/array_initialization.html 前几天看内核中系统调用代码,在系统调用向量表初始化中,有下面这段代码写的让我有点摸不着头脑: const sys_call_ptr_t sys_call_table...

转自:http://www.cnblogs.com/hazir/p/array_initialization.html

前几天看内核中系统调用代码,在系统调用向量表初始化中,有下面这段代码写的让我有点摸不着头脑:

const sys_call_ptr_t sys_call_table[__NR_syscall_max+1] = { /*  * Smells like a compiler bug -- it doesn't work  * when the & below is removed.  */ [0 ... __NR_syscall_max] = &sys_ni_syscall, #include <asm/syscalls_32.h> }; 

咱先不管上面代码的意思,先来回顾一下 C 语言中数组初始化的相关知识,然后再回头来理解上面这段代码。

数组初始化

C 语言中数组的初始化,可以在定义时就给出其初始值,以逗号隔开,用花括号括起来,例如:

int my_array[5] = {0, 1, 2, 3, 4}; 

当然你可以不用显示地去初始化所有的元素,例如,下面的代码就是显示初始化了数组的前三项,后面两项默认为0:

int my_array[5] = {0, 1, 2}; 

在 C89 标准中,要求按照数组中元素固定的顺序对数组的元素进行初始化;然而在 ISO C99 中,你可以以任意的顺序对数组元素初始化,只是需要给出数组元素所在的索引号;当然 GNU 编译器 GCC 对 C89 进行了扩展,也允许这么做。为了指明初始特殊的数组元素,需要在元素值前加上 [index] =,如:

int my_array[6] = { [4] = 29, [2] = 15 }; 或者写成: int my_array[6] = { [4] 29, [2] 15 }; //省略到索引与值之间的=,GCC 2.5 之后该用法已经过时了,但 GCC 仍然支持 两者均等价于: int my_array[6] = {0, 0, 15, 0, 29, 0}; 

GNU 还有一个扩展:在需要将一个范围内的元素初始化为同一值时,可以使用 [first ... last] = value 这样的语法:

int my_array[100] = { [0 ... 9] = 1, [10 ... 98] = 2, 3 }; 

这是将my_array数组的第0~9个元素初始化为1, 第10~98个元素初始化为2, 第99个元素初始化为3(你也可以显示地写成[99] = 3)。** 注意 **:在语法中... 两边必须要留有空格符。

回到上面

对数组特定元素进行初始化我之前还真没遇到过,但也是 C 标准所支持的。内核中系统调用表是指根据系统调用号来找到系统调用的函数入口地址,结合上面数组初始化这个语法点,再回头看看上面系统调用表的定义:

const sys_call_ptr_t sys_call_table[__NR_syscall_max+1] = { [0 ... __NR_syscall_max] = &sys_ni_syscall, #include <asm/syscalls_32.h> }; 

先对表中所有 __NR_syscall_max+1 项初始化为指向 sys_ni_syscall 的函数,该函数只返回 -ENOSYS,表示该系统调用未实现。接下来包含一个头文件#include <asm/syscalls_32.h>,该文件是在编译时生成的,内容为:

__SYSCALL_I386(0, sys_restart_syscall, sys_restart_syscall) __SYSCALL_I386(1, sys_exit, sys_exit) __SYSCALL_I386(2, sys_fork, stub32_fork) __SYSCALL_I386(3, sys_read, sys_read) __SYSCALL_I386(4, sys_write, sys_write) __SYSCALL_I386(5, sys_open, compat_sys_open) ... 

__SYSCALL_I386 是一个宏定义:

#define __SYSCALL_I386(nr, sym, compat) [nr] = sym,

这样上面的系统调用表定义就展开为:

const sys_call_ptr_t sys_call_table[__NR_syscall_max+1] = { [0 ... __NR_syscall_max] = &sys_ni_syscall, [0] = sys_restart_syscall, [1] = sys_exit, [2] = sys_fork, [3] = sys_read, //... }; 

当用户进程发生系统调用,通过软中断 int 0x80 或者 sysenter 指令陷入到内核态,首先保存寄存器,然后检查系统调用号是否合法,最后跳转到相应的内核系统调用函数中执行:

ENTRY(system_call)
    pushl_cfi %eax # 保存原始 eax SAVE_ALL # 保存寄存器帧 GET_THREAD_INFO(%ebp) testl $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY,TI_flags(%ebp) # 检查是否跟踪系统调用标志 jnz syscall_trace_entry cmpl $(NR_syscalls), %eax # 检查系统调用号是否合法 jae syscall_badsys syscall_call: call *sys_call_table(,%eax,4) # 调用相应函数,等价于 call sys_call_table[%eax*4] 

上面就是系统调用的进入过程,比较简单,这里只是说明了我们之前定义的系统调用表 sys_call_table 的用处。

再举一例

内核中还有其他地方应用到此种初始化数组的方法:

/* There are machines which are known to not boot with the GDT
   being 8-byte unaligned.  Intel recommends 16 byte alignment. */
static const u64 boot_gdt[] __attribute__((aligned(16))) = { /* CS: code, read/execute, 4 GB, base 0 */ [GDT_ENTRY_BOOT_CS] = GDT_ENTRY(0xc09b, 0, 0xfffff), /* DS: data, read/write, 4 GB, base 0 */ [GDT_ENTRY_BOOT_DS] = GDT_ENTRY(0xc093, 0, 0xfffff), /* TSS: 32-bit tss, 104 bytes, base 4096 */ /* We only have a TSS here to keep Intel VT happy;  we don't actually use it for anything. */ [GDT_ENTRY_BOOT_TSS] = GDT_ENTRY(0x0089, 4096, 103), }; 

这是对系统启动时对全局符号表GDT的初始化。


参考资料:

Creative Commons License

本博客的内容如果没有标注转载字样,均属个人原创!欢迎学习交流,如果觉得有价值,欢迎转载,转载请注明出处,谢谢!

邮箱:haifenglinying#yahoo.cn (#->@)

个人主页:www.hazirguo.com

【作者】 张昺华
【新浪微博】 张昺华--sky
【twitter】 @sky2030_
【facebook】 张昺华 zhangbinghua
本文版权归作者和博客园共有,欢迎转载,但未经作者同意必须保留此段声明,且在文章页面明显位置给出原文连接,否则保留追究法律责任的权利.
目录
相关文章
|
2月前
|
Ubuntu Linux Shell
Linux 系统中的代码类型或脚本类型内容
在 Linux 系统中,代码类型多样,包括 Shell 脚本、配置文件、网络配置、命令行工具和 Cron 定时任务。这些代码类型广泛应用于系统管理、自动化操作、网络配置和定期任务,掌握它们能显著提高系统管理和开发的效率。
|
3月前
|
Linux C语言 C++
vsCode远程执行c和c++代码并操控linux服务器完整教程
这篇文章提供了一个完整的教程,介绍如何在Visual Studio Code中配置和使用插件来远程执行C和C++代码,并操控Linux服务器,包括安装VSCode、安装插件、配置插件、配置编译工具、升级glibc和编写代码进行调试的步骤。
558 0
vsCode远程执行c和c++代码并操控linux服务器完整教程
|
4月前
|
Java Linux Python
Linux环境下 代码java调用python出错
Linux环境下 代码java调用python出错
86 4
|
4月前
|
Linux Shell Python
9-7|salt代码在linux机子那个目录
9-7|salt代码在linux机子那个目录
|
4月前
|
存储 缓存 编译器
Linux kernel memory barriers 【ChatGPT】
Linux kernel memory barriers 【ChatGPT】
66 11
|
5月前
|
Linux 网络安全 开发工具
内核实验(二):自定义一个迷你Linux ARM系统,基于Kernel v5.15.102, Busybox,Qemu
本文介绍了如何基于Linux Kernel 5.15.102版本和BusyBox创建一个自定义的迷你Linux ARM系统,并使用QEMU进行启动和调试,包括内核和BusyBox的编译配置、根文件系统的制作以及运行QEMU时的命令和参数设置。
483 0
内核实验(二):自定义一个迷你Linux ARM系统,基于Kernel v5.15.102, Busybox,Qemu
|
5月前
|
NoSQL Linux 编译器
内核实验(一):使用QEMU+GDB断点调试Linux内核代码
如何配置环境并使用QEMU虚拟机结合GDB进行Linux内核代码的断点调试,包括安装QEMU、交叉编译工具链,编译内核以及通过GDB远程连接进行调试的详细步骤。
273 0
内核实验(一):使用QEMU+GDB断点调试Linux内核代码
|
5月前
|
Linux 程序员 开发者
源社区的兴起:从“代码隐士”到Linux引领的“全球编程嘉年华”
在编程的古老森林中,曾有“代码隐士”默默耕耘,惧怕智慧外泄。直到“开源”春风拂过,源社区如全球编程嘉年华盛开!开源文化颠覆了“独门秘籍”的传统,像“武林秘籍共享”般在网络上公开,鼓励知识传播与智慧碰撞。程序员组队开发,分享代码,提升科技实力。Linux则从“首席大厨”变身为“总导演”,以强大内核调制出诱人应用,引领潮流并推动技术创新。加入这场没有血腥厮杀,只有知识盛宴的“编程版《饥饿游戏》”吧!与全球开发者共享编程的乐趣与成就感!别忘了带上你的“独门秘籍”,可能下一个改变世界的创意就在其中!
85 7
|
4月前
|
Linux 开发者 Python
从Windows到Linux,Python系统调用如何让代码飞翔🚀
【9月更文挑战第10天】在编程领域,跨越不同操作系统的障碍是常见挑战。Python凭借其“编写一次,到处运行”的理念,显著简化了这一过程。通过os、subprocess、shutil等标准库模块,Python提供了统一的接口,自动处理底层差异,使代码在Windows和Linux上无缝运行。例如,`open`函数在不同系统中以相同方式操作文件,而`subprocess`模块则能一致地执行系统命令。此外,第三方库如psutil进一步增强了跨平台能力,使开发者能够轻松编写高效且易维护的代码。借助Python的强大系统调用功能,跨平台编程变得简单高效。
86 0
|
4月前
|
机器学习/深度学习 Linux 开发工具
Linux内核开发流程指南 - 5. 编写正确的代码【ChatGPT】
Linux内核开发流程指南 - 5. 编写正确的代码【ChatGPT】