Book review: Introduction to Computing

Book review: Introduction to Computing - part II

Chapter 5 - Data
為了避免程式設計師直接透過數字去思考問題，每個程式語言都會提供一些對欲處理的資料的抽象化機制來讓這些010000111變得有意義。這章開始說明Scheme提供的機制，包括：pair, list, tagged list for data abstraction，有了這幾個機制，實作適當的ADT(abstract data type)就不是件難事。要特別注意的是，Scheme裡對list操作的頻率極高，最好將每個習題都作一下以了解what is the Scheme way。最後一小節替第一章到第五章的內容作了個小結，一步步實作了一個較大的小遊戲。

Chapter 6 - Machines
這章從講古開始...機械式計算機的發展、數位計算機的發展、第一個程式設計師，然後重點在Turing Machines，基本上...嗯，這章我沒什麼"A-ha"的感覺。:P

Chapter 7 - Cost
這章講的是如何估算程式執行的代價。嗯，基本上就是把Big-O、Omega、Theta的表示法與估算如何進行講一遍。熟悉基本資料結構與演算法的同學這邊可以快速翻過。

Chapter 8 - Sorting and Searching
學了如何估算複雜度之後，當然就要舉一些實際的例子來驗證啦~這章講的是經典的sorting與searching。雖然不比專門的演算法教科書深入，但用Scheme來表示這些算法還是很好的練習。不過跟前一章一樣，如果你對基本的算法已經很熟悉了，那就很快地翻過去吧~(不過小弟自己的經驗是，工作了幾年後，還是應該要定期複習基本學科，免得在工作裡用了太過糟糕的算法，會被後續維護的工程師笑(罵？)...)

OK，接下來就是此書的精彩章節了，還有一章會實作Interpreter呢！！Watch out!! :)

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誰在呼叫我？不同的backtrace實作說明好文章

今天下班前一個同事問到：如何在Linux kernel的function中主動印出backtrace以方便除錯？寫過kernel module的人都知道，基本上就是用dump_stack()之類的function就可以作到了。但是dump_stack()的功能是如何作到的呢？概念上其實並不難，慣用手法就是先觀察stack在function call時的變化(一般OS或計組教科書都有很好的說明，如果不想翻書，可以參考這篇 )，然後將對應的return address一層一層找出來後，再將對應的function名稱印出即可(透過執行檔中的section去讀取函式名稱即可，所以要將KALLSYM選項打開)。在userspace的實作可參考Jserv介紹過的 whocallme 或對岸好手實作過的 backtrace() ，都是針對x86架構的很好說明文章。不過從前面兩篇文章可以知道，只要知道編譯器的calling convention，就可以實作出backtrace，所以是否GCC有提供現成的機制呢？Yes, that is what __builtin_return_address() for!! 可以參考這篇文章。該篇文章還提到了其他可以拿來實作功能更齊全的backtrace的程式庫，在了解了運作原理後，用那些東西還蠻方便的。 OK，那Linux kernel是怎麼做的呢？就是用頭兩篇文章的方式啦~ 每個不同的CPU架構各自手工實作一份dump_stack()。為啥不用GCC的機制？畢竟...嗯，我猜想，除了backtrace以外，開發者還會想看其他register的值，還有一些有的沒的，所以光是GCC提供的介面是很難印出全部所要的資訊，與其用半套GCC的機制，不如全都自己來~ arm的實作大致上長這樣，可以看到基本上就只是透過迭代fp, lr, pc來完成： 352 void unwind_backtrace (struct pt_regs * regs , struct task_struct *tsk) 353 { 354 struct stackframe frame ; 355 register unsigned long current_sp asm ( "

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淺讀Linux root file system初始化流程

在Unix的世界中，file system佔據一個極重要的抽象化地位。其中，/ 所代表的rootfs更是所有後續新增file system所必須依賴前提條件。以Linux為例，黑客 Jserv 就曾經詳細說明過 initramfs的背後設計考量。本篇文章不再重複背景知識，主要將追蹤rootfs初始化的流程作點整理，免得自己日後忘記。 :-) file system與特定CPU架構無關，所以我觀察的起點從init/main.c的start_kernel()開始，這是Linux作完基本CPU初始化後首先跳進的C function(我閱讀的版本為 3.12 )。跟root file system有關的流程羅列如下： start_kernel() -> vfs_caches_init_early() -> vfs_caches_init() -> mnt_init() -> init_rootfs() -> init_mount_tree() -> rest_init() -> kernel_thread(kernel_init,...) 其中比較重要的是mnt_int()中的init_rootfs()與init_mout_tree()。init_rootfs()實作如下： int __init init_rootfs(void) { int err = register_filesystem(&rootfs_fs_type); if (err) return err; if (IS_ENABLED(CONFIG_TMPFS) && !saved_root_name[0] && (!root_fs_names || strstr(root_fs_names, "tmpfs"))) {

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