【RT-Thread学习笔记】实现boot跳转到kernel

 在之前的一篇文章 【C语言】没想到指针还能这么用 @！！！ 中介绍了【函数指针】的基本概念和简单应用；今天再给大家分享一个【函数指针】的高级应用；在嵌入式系统开发中，此类用法非常地常见，但如果对【函数指针】的理解不够透彻，很有可能会看得一头雾水。

代码片段如下：

typedef void (*kernel_func)(void);

void jump_to_kernel(void)
{
	uint32_t *kernel_start = (uint32_t *)0x410000;	
	kernel_func func = (kernel_func)kernel_start[0];
	printk("%s()%d: %08x\n", __FUNCTION__, __LINE__, func);
	local_irq_disable();
	func();
}

---

我们来分析下这段代码：

从函数名，我们可以知道，这个函数的功能就是实现从boot程序到kernel程序的跳转，即boot程序将kernel程序跑起来。

函数的第一句代码： uint32_t *kernel_start = (uint32_t *)0x410000; 告诉我们kernel程序的执行地址是0x410000；这是一个绝对地址，在C语言中，地址就是可运行代码的起始位置，它一般就是一个整型数，比如在32位的CPU上，它就是一个32位的整型数。

函数的第二句代码：kernel_func func = (kernel_func)kernel_start[0]; 这里用到了一个typedef定义的函数指针别名，它的定义为：typedef void (*kernel_func)(void); 它定义了函数指针，此指针指向一种函数，这种函数返回值为void型，入参也为void。所以 kernel_func func = (kernel_func)kernel_start[0];  这整一句代码的意思就是： 定义一个名称为func的函数指针，它指向一个由kernel_start这个变量（地址为0x410000）代表的函数，为了保证函数指针赋值的正确性，还加上了(kernel_func)做强制类型转换。

函数的第三局代码为printk打印输出，不在此讨论范围内。

函数的第四句代码：local_irq_disable(); 表示关闭当前系统的中断，为kernel程序的运行创造干净的环境，也不在此讨论的范围。

函数的第五句代码：func(); 非常的干净、简单。就一个简单的func执行就完成了从boot程序切换到kernel程序运行。这就是【函数指针】的魅力所在，在执行func()之前，它已经指向了kernel程序的起始地址0x41000，根据【函数指针】的语法规则，执行func()，实则就是执行0x410000这个地址对应的函数，也就把kernel程序跑起来了。

---

以上分析，相信有一定C语言基础的童鞋，都能分析得出来。但是，当我接触到这段代码的时候，看了下那句printk调试输出，我发现了一个疑问： %08x输出func时，居然输出的不是0x410000，而是一个可能跟0x410000毫不相干的数值。

why ？ 到底是为什么啊？ 当时我好纳闷，函数的第一句不是把kernel_start变量赋值为0x410000，然后函数的第二句不是把func这个函数指针变量赋值为kernel_start，这不就是相当于func就等于0x41000吗？这也有错？

为了一探究竟，我特意请教了一个别的部门同事，当时他帮我捋了捋，两人最后得出的一致结论就是： 既然是函数指针，终究是个指针，那么按照我们的需求，应该理解为 “指针的内容是0x41000”，而根据指针的访问规则，访问其内容应该要加*符号，所以*func的输出才是0x410000，func的输出是其他值。当时这个说法，我也是认同的；不过抱着严谨好学的态度，我还是决定在代码是调试调试，一试便知真假。

但是，不试不知道，一试吓一跳。我将printk那句代码，改了下：

​编辑

输出的结果：竟然是只有kernel_start输出的是0x410000,其他的几个输出都是同样的一个别的数值。

​编辑

kernel程序的bin文件的hexdump图片： 【小端模式存储】

为什么啊？

我们重新捋一捋这段代码：

先明确各个变量是什么东西:
func是一个函数指针变量
kernel_start是一个指针变量，即它是一个地址，说白了就是一个数值
kernel_start[0] 可以这么理解，kernel_start是一个数组名，即数组的首地址，取它的第一个元素

再分析下每句打印语句:
printk("%s()%d: %08x\n", __FUNCTION__, __LINE__, kernel_start); 输出00410000最好理解，它就是打印一个数值，肯定就是00410000
printk("%s()%d: %08x\n", __FUNCTION__, __LINE__, *kernel_start); 输出00419690，需要转换下思路，kernel_start是一个指针；
所以*kernel_start打印的是指针指向的内容，打印不是00410000，而是00410000地址存放的内容，即00419690
printk("%s()%d: %08x\n", __FUNCTION__, __LINE__, kernel_start[0]); 把kernel_start理解成一个数组名(指针和数组名有相通之处)
我们也不难推断出kernel_start[0]打印的应该是00419690，而不是00410000

最后分析有关func的输出，为何都是00419690，而不是00410000:
函数指针的特殊性，与普通指针不太一样， 如一个函数指针p指向了一个已经定义函数test_func，那么相当于 *p 等同于 test_func (与指针的基本概念一致) 所以调用函数时，可以使用 test_func(param_in)，也可以使用(*p)(param_in)；两者是等价的。
根据指针与数组名的关系类比，调用函数也可以使用 p(param_in) 和 (*test_func)(param_in)。
根据上面的分析，我们可以得出结论，当是用%08x打印func和*func的时候，打印的都是地址00410000指向的内容00419690，而不是地址值00410000

以下图片是从C语言的教科书截取的;

 

函数指针，不知你绕晕了没？

---

延伸阅读：

【C语言】没想到指针还能这么用 @！！！

​　　审核编辑：汤梓红