linux中,c++ 结构体定义可变长数组成员时,为什么可变数组的长度一定要放在临近位置? 具体看下面例子。

linux中,c++ 结构体定义可变长数组成员时,为什么可变数组的长度一定要放在临近位置? 具体看下面例子。,第1张

单从两个结构上看都没啥问题,之所以你说的出错是因为,客户端 和 服务端,的结构不一致导致的。 你的数据过去,服务端可能会先把数据扔到内存中,然后直接memcpy方式赋值给结构体对象。这就会导致a 和length是反的。

*** 作系统可能包含许多关于系统当前状态的信息。当系统发生变化时,这些数据结构必须做相应的改变以反映这些情况。例如,当用户登录进系统时将产生一个新的进程。核心必须创建表示新进程的数据结构,同时 将它和系统中其他进程的数据结构连接在一起。 大多数数据结构存在于物理内存中并只能由核心或者其子系统来访问。数据结构包括数据和指针;还有其他数据结构的地址或者子程序的地址。它们混在一起让Linux核心数据结构看上去非常混乱。尽管可能被几个核心子系统同时用到,每个数据结构都有其专门的用途。理解Linux核心的关键是理解它的数据结构以及Linux核心中 *** 纵这些数据结构的各种函数。本书把Linux核心的 描叙重点放在数据结构上,主要讨论每个核心子系统的算法,完成任务的途径以及对核心数据结构的使用。

2.3.1 连接列表

Linux使用的许多软件工程的技术来连接它的数据结构。在许多场合下,它使用linked或者chained数据结构。 每个数据结构描叙某一事物,比如某个进程或网络设备,核心必须能够访问到所有这些结构。在链表结构中,个根节点指针包含第一个结构的地址,而在每个结构中又包含表中下一个结构的指针。表的最后一项必须是0或者NULL,以表明这是表的尾部。在双向链表中,每个结构包含着指向表中前一结构和后一结构的指针。使用双向链表的好处在于更容易在表的中部添加与删除节点,但需要更多的内存 *** 作。这是一种典型的 *** 作系统开销与CPU循环之间的折中。

2.3.2 散列表

链表用来连接数据结构比较方便,但链表的 *** 作效率不高。如果要搜寻某个特定内容,我们可能不得不遍历整个链表。Linux使用另外一种技术:散列表来提高效率。散列表是指针的数组或向量,指向内存中连续的相邻数据集合。散列表中每个指针元素指向一个独立链表。如果你使用数据结构来描叙村子里的人,则你可以使用年龄作为索引。为了找到某个人的数据,可以在人口散列表中使用年龄作为索引,找到包含此人特定数据的数据结构。但是在村子里有很多人的年龄相同,这样散列表指针变成了一个指向具有相同年龄的人数据链表的指针。搜索这个小链表的速度显然要比搜索整个数据链表快得多。 由于散列表加快了对数据结构的访问速度,Linux经常使用它来实现Caches。Caches是保存经常访问的信息的子集。经常被核心使用的数据结构将被放入Cache中保存。Caches的缺点是比使用和维护单一链表和散列表更复杂。寻找某个数据结构时,如果在Cache中能够找到(这种情况称为cache 命中),这的确很不错。但是如果没有找到,则必须找出它,并且添加到Cache中去。如果Cache空间已经用完则Linux必须决定哪一个结构将从其中抛弃,但是有可能这个要抛弃的数据就是Linux下次要使用的数据。

2.3.3 抽象接口

Linux核心常将其接口抽象出来。接口指一组以特定方式执行的子程序和数据结构的集合。例如,所有的网络设备驱动必须提供对某些特定数据结构进行 *** 作的子程序。通用代码可能会使用底层的某些代码。例如网络层代码是通用的,它得到遵循标准接口的特定设备相关代码的支持。 通常在系统启动时,底层接口向更高层接口注册(Register)自身。这些注册 *** 作包括向链表中加入结构节点。例如,构造进核心的每个文件系统在系统启动时将其自身向核心注册。文件/proc/filesysems中可以看到已经向核心注册过的文件系统。注册数据结构通常包括指向函数的指针,以文件系统注册为例,它向Linux核心注册时必须将那些mount文件系统连接时使用的一些相关函数的地址传入。

字符设备驱动程序框架 1、写出open、write函数 2、告诉内核 1)、定义一个struct file_operations结构并填充好 static struct file_operations first_drv_fops = { .owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏,推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */ .open = first_drv_open, .write = first_drv_write, }2)、把struct file_operations结构体告诉内核 major = register_chrdev(0, "first_drv", &first_drv_fops)// 注册, 告诉内核相关参数:第一个,设备号,0自动分配主设备号,否则为主设备号0-255 第二个:设备名第二个:struct file_operations结构体 4)、register_chrdev由谁调用(入口函数调用) static int first_drv_init(void) 5)、入口函数须使用内核宏来修饰 module_init(first_drv_init)module_init会定义一个结构体,这个结构体里面有一个函数指针指向first_drv_init这个函数,当我们加载或安装一个驱动时,内核会自动找到这个结构体,然后调用里面的函数指针,这个函数指针指向first_drv_init这个函数,first_drv_init这个函数就是把struct file_operations结构体告诉内核 6)、有入口函数就有出口函数 module_exit(first_drv_exit)最后加上协议 MODULE_LICENSE("GPL")3、mdev根据系统信息自动创建设备节点: 每次写驱动都要手动创建设备文件过于麻烦,使用设备管理文件系统则方便很多。在2.6的内核以前一直使用的是devfs,但是它存在许多缺陷。它创建了大量的设备文件,其实这些设备更本不存在。而且设备与设备文件的映射具有不确定性,比如U盘即可能对应sda,又可能对应sdb。没有足够的主/辅设备号。2.6之后的内核引入了sysfs文件系统,它挂载在/sys上,配合udev使用,可以很好的完成devfs的功能,并弥补了那些缺点。(这里说一下,当今内核已经使用netlink了)。 udev是用户空间的一个应用程序,在嵌入式中用的是mdev,mdev在busybox中。mdev是udev的精简版。首先在busybox中添加支持mdev的选项: Linux System Utilities --->[*] mdev [*] Support /etc/mdev.conf [*] Support subdirs/symlinks [*] Support regular expressions substitutions when renaming device [*] Support command execution at device addition/removal 然后修改/etc/init.d/rcS: echo /sbin/mdev >/proc/sys/kernel/hotplug /sbin/mdev -s 执行mdev -s :以‘-s’为参数调用位于 /sbin目录写的mdev(其实是个链接,作用是传递参数给/bin目录下的busybox程序并调用它),mdev扫描 /sys/class 和 /sys/block 中所有的类设备目录,如果在目录中含有名为“dev”的文件,且文件中包含的是设备号,则mdev就利用这些信息为这个设备在/dev 下创建设备节点文件。一般只在启动时才执行一次 “mdev -s”。热插拔事件:由于启动时运行了命 令:echo /sbin/mdev >/proc/sys/kernel/hotplug ,那么当有热插拔事件产生时,内核就会调用位于 /sbin目录的mdev。这时mdev通过环境变量中的 ACTION 和 DEVPATH,来确定此次热插拔事件的动作以及影响了/sys中的那个目录。接着会看看这个目录中是否“dev”的属性文件,如果有就利用这些信息为 这个设备在/dev 下创建设备节点文件重新打包文件系统,这样/sys目录,/dev目录就有东西了下面是create_class的原型: #define class_create(owner, name) / ({ / static struct lock_class_key __key/ __class_create(owner, name, &__key)/ }) extern struct class * __must_check __class_create(struct module *owner, const char *name, struct lock_class_key *key)class_destroy的原型如下: extern void class_destroy(struct class *cls)device_create的原型如下: extern struct device *device_create(struct class *cls, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...) __attribute__((format(printf, 5, 6)))device_destroy的原型如下: extern void device_destroy(struct class *cls, dev_t devt)具体使用如下,可参考后面的实例: static struct class *firstdrv_classstatic struct class_device *firstdrv_class_devfirstdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "firstdrv")firstdrv_class_dev = class_device_create(firstdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "xyz")/* /dev/xyz */ class_device_unregister(firstdrv_class_dev)class_destroy(firstdrv_class)下面再来看一下应用程序如何找到这个结构体的在应用程序中我们使用open打开一个设备:如:open(/dev/xxx, O_RDWR)xxx有一个属性,如字符设备为c,后面为读写权限,还有主设备名、次设备名,我们注册时 通过register_chrdev(0, "first_drv", &first_drv_fops)(有主设备号,设备名,struct file_operations结构体)将first_drv_fops结构体注册到内核数组chrdev中去的,结构体中有open,write函数,那么应用程序如何找到它的,事实上是根据打开的这个文件的属性中的设备类型及主设备号在内核数组chrdev里面找到我们注册的first_drv_fops,实例代码: #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include static struct class *firstdrv_classstatic struct class_device *firstdrv_class_devvolatile unsigned long *gpfcon = NULLvolatile unsigned long *gpfdat = NULLstatic int first_drv_open(struct inode *inode, struct file *file) { //printk("first_drv_open\n")/* 配置GPF4,5,6为输出 */ *gpfcon &= ~((0x3<<(4*2)) | (0x3<<(5*2)) | (0x3<<(6*2)))*gpfcon |= ((0x1<<(4*2)) | (0x1<<(5*2)) | (0x1<<(6*2)))return 0} static ssize_t first_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos) { int val//printk("first_drv_write\n")copy_from_user(&val, buf, count)// copy_to_user()if (val == 1) { // 点灯 *gpfdat &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6))} else { // 灭灯 *gpfdat |= (1<<4) | (1<<5) | (1<<6)} return 0} static struct file_operations first_drv_fops = { .owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏,推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */ .open = first_drv_open, .write = first_drv_write, }int majorstatic int first_drv_init(void) { major = register_chrdev(0, "first_drv", &first_drv_fops)// 注册, 告诉内核 firstdrv_class = class_create(THIS_MODULE, "firstdrv")firstdrv_class_dev = class_device_create(firstdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "xyz")/* /dev/xyz */ gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16)gpfdat = gpfcon + 1return 0} static void first_drv_exit(void) { unregister_chrdev(major, "first_drv")// 卸载 class_device_unregister(firstdrv_class_dev)class_destroy(firstdrv_class)iounmap(gpfcon)} module_init(first_drv_init)module_exit(first_drv_exit)MODULE_LICENSE("GPL")编译用Makefile文件 KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6 all: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean rm -rf modules.order obj-m += first_drv.o 测试程序: #include #include #include #include /* firstdrvtest on * firstdrvtest off */ int main(int argc, char **argv) { int fdint val = 1fd = open("/dev/xyz", O_RDWR)if (fd <0) { printf("can't open!\n")} if (argc != 2) { printf("Usage :\n")printf("%s \n", argv[0])return 0} if (strcmp(argv[1], "on") == 0) { val = 1} else { val = 0} write(fd, &val, 4)return 0}


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