为啥在同一个 ARM64 Linux 上调用 select 时，不同大小的 struct timeval 都可以工作？

Posted 2023-03-23

【中文标题】为啥在同一个 ARM64 Linux 上调用 select 时，不同大小的 struct timeval 都可以工作？

【英文标题】：Why do both struct timeval with different sizes work when calling select on the same ARM64 Linux?为什么在同一个 ARM64 Linux 上调用 select 时，不同大小的 struct timeval 都可以工作？

【发布时间】：2020-11-20 00:14:30

【问题描述】：

我使用 ARMv7 和 ARMv8 工具链来编译相同的 .c 文件，如下所示。然后我使用 QEMU 在 ARM64 Linux 上运行了两个生成的程序（select32 和 select64）。

#include <sys/select.h>
#include <stdio.h>

int main()

    struct timeval t = 10, 999999;

    printf("sizeof timeval is %d, sizeof(tv_sec) is %d, sizeof(tv_usec) is %d\nstart select()\n", 
           (int) sizeof(struct timeval), (int)sizeof(t.tv_sec), (int)sizeof(t.tv_usec));
    select(0,0,0,0, &t);
    printf("select() ends\n");

我发现两个程序在start select()和select() ends之间都睡了大约10秒

/ # ./select64
sizeof timeval is 16, sizeof(tv_sec) is 8, sizeof(tv_usec) is 8
start select()
select() ends
/ # ./select32
sizeof timeval is 8, sizeof(tv_sec) is 4, sizeof(tv_usec) is 4
start select()
select() ends 

为什么 32 位应用程序也休眠了 10 秒，尽管（我认为）它通过了内核没有预料到的 struct timeval 形式？是内核中的某些代码，还是 C 库中的某些代码，发现了一些奇怪的东西然后转换了结构？

【参考方案1】：

当你用 32 位工具链编译时，struct timeval 的成员是 32 位的，当你用 64 位工具链编译时，它们是 64 位的。这意味着您提供的值会被编译器自动转换为适当的类型，并且您传递给它的数据大小合适。

如果使用的类型较大（如long，这可能是所使用的，则在结构初始化程序中使用它们时，C 编译器会自动将您提供的 int 类型的值转换为适当的类型在引擎盖下）。

32 位和 64 位程序的系统调用不同，所以在这种情况下，当您调用 select 时，您实际上是在调用两个不同的系统调用，其中一个可能是 32 位 EABI，另一个可能是, 64 位。

【参考方案2】：

内核区分 32 位和 64 位系统调用。 32 位 select 传递 old_timeval32 或 compat_timeval 结构，而 64 位 select 传递 timeval 结构类型。由于Year 2038 problem，不推荐使用 32 位。

与timespec类似：32位pselect传递timespec结构，而64位pselect传递timespec64结构。实现之间的名称不同，例如，compat_timespec 用于 32 位，timespec 用于 64 位。

这里有一些来自 Raspberry Pi OS 中使用的 linux 内核的代码：compat.c 中有明确的转换例程来在两种类型之间复制数据：

static int compat_put_timeval(struct compat_timeval __user *o,
        struct timeval *i)

    return (put_user(i->tv_sec, &o->tv_sec) ||
        put_user(i->tv_usec, &o->tv_usec)) ? -EFAULT : 0;