高效學(xué)習(xí)Linux內(nèi)核——從源碼中的宏下手
徐工
2020-03-19 15:10:00
Linux內(nèi)核代碼
宏定義
在閱讀Linux內(nèi)核代碼時(shí)，在代碼的開(kāi)頭總是有各種各樣的宏定義，了解熟悉這些宏定義，對(duì)于代碼的理解和快速修改代碼提供了便利。有些宏相對(duì)簡(jiǎn)單，一眼便可以了解作用，有些就稍微復(fù)雜一些，需要一些邏輯，今天就給大家總結(jié)了一些常見(jiàn)的宏定義，幫助大家更快，更好的理解內(nèi)核代碼。
一、什么是宏
在C語(yǔ)言中，可以采用命令#define來(lái)定義宏。該命令允許把一個(gè)名稱指定成任何所需的文本，例如一個(gè)常量值或者一條語(yǔ)句。在定義了宏之后，無(wú)論宏名稱出現(xiàn)在源代碼的何處，預(yù)處理器都會(huì)把它用定義時(shí)指定的文本替換掉。
替換列表和標(biāo)識(shí)符列表都是將字符串token化以后的列表。區(qū)別在于標(biāo)識(shí)符列表使用,作為不同參數(shù)之間的分割符。每一個(gè)參數(shù)都是一個(gè)token化的列表。在宏中空白符只起到分割token的作用，空白符的多少對(duì)于預(yù)處理器是沒(méi)有意義的。
二、內(nèi)核中常見(jiàn)的宏
__CONCAT宏
"##"用于粘貼兩個(gè)參數(shù)，"#"用于替換參數(shù)：
BUILD_BUG_ON宏
!!(e)對(duì)e的結(jié)果進(jìn)行兩次求非。如果e為0，則結(jié)果為0；如果e不為0，則結(jié)果為1。所以上述表達(dá)式的結(jié)果有兩種：
1，condition為真時(shí)，sizeof(char[-1])，產(chǎn)生錯(cuò)誤，編譯不通過(guò)
2，condition為假時(shí)，sizeof(char[1])，編譯通過(guò)
例如,在飛凌6Q的3.0.35的內(nèi)核中，/driver/usb/storage/uas.c/usb接口u盤(pán)的驅(qū)動(dòng)中就有使用該宏
BUILD_BUG_ON_ZERO(e)宏
檢查表達(dá)式e是否為0，為0編譯通過(guò)且返回0；如果不為0，則編譯不通過(guò)
如果e為0，則該結(jié)構(gòu)體擁有一個(gè)int型的數(shù)據(jù)域，并且規(guī)定它所占的位的個(gè)數(shù)為0。
如果e非0，結(jié)構(gòu)體的int型數(shù)據(jù)域的位域?qū)⒆優(yōu)橐粋€(gè)負(fù)數(shù)，產(chǎn)生語(yǔ)法的錯(cuò)誤
typecheck宏
該宏在/include/linux/typecheck.h中定義
用于檢查x是否為type類(lèi)型，如果不是會(huì)拋出（warning: comparison of distinct pointer types lacks a cast）例如，在內(nèi)核中/include/linux/rwlock.h中便使用到了該宏，用于讀寫(xiě)鎖的定義中。
__is_constexpr宏
判斷x是否為整數(shù)常量表達(dá)式：如果x是常量表達(dá)式，則(void )((long)(x) 0l)是一個(gè)空指針常量，就會(huì)使用第三個(gè)操作數(shù)即((int *)8)的類(lèi)型。如果不是常量表達(dá)式，則會(huì)使用第二個(gè)操作數(shù)void類(lèi)型。
roundup宏
該宏在/include/linux/kernel.h中被定義。
返回一個(gè)能夠整除y并且大于x，最接近x的值，向上取整，可用于地址的內(nèi)存對(duì)齊。
clamp宏
判斷val是否在lo和hi的范圍內(nèi)，如果小于lo，返回lo，如果大于hi則返回hi，如果在lo和hi之間就返回val。
swap宏
利用typeof獲取要交換變量的類(lèi)型
container_of宏
根據(jù)一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量中的成員變量來(lái)獲取整個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的指針
ALIGN對(duì)齊宏
對(duì)齊是采用上對(duì)齊的方式，例如0x123以16對(duì)齊，結(jié)果是0x130，因?yàn)閷?duì)齊常在分配內(nèi)存時(shí)使用，所以分配的要比需要的大。
mdelay宏
忙等待函數(shù)，在延遲過(guò)程中無(wú)法運(yùn)行其他任務(wù)，會(huì)占用CPU時(shí)間，延遲時(shí)間是準(zhǔn)確的
三、總結(jié)
像開(kāi)頭說(shuō)的，內(nèi)核源碼中有各種各樣的宏，在這里不能一一羅列。宏的使用使得代碼開(kāi)發(fā)更加標(biāo)準(zhǔn)化，了解更多的宏，無(wú)疑可以更好的更深入的理解代碼含義，如對(duì)此有興趣，可在網(wǎng)上搜索更多的內(nèi)核宏，了解更多關(guān)于Linux內(nèi)核的知識(shí)
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