LinuxKernel(一)
首先，回顾一下基础的宏操作：
C语言宏
#与##
-
#的作用是字符串化：在一个宏中的参数前面使用一个#,预处理器会把这个参数转换为一个字符数组#define ERROR_LOG(info) fprintf(stderr,"error:"#info"\n");则有：
ERROR_LOG("add"); ---> fprintf(stderr,"error: "add"\n"); ERROR_LOG(devied =0); ---> fprintf(stderr,"error: devied=0\n"); -
#是一种分隔连接方式，它的作用是先分隔，然后进行强制连接。例如：
#define XNAME(n) x##n那么
XNAME(4)就会展开为x4.
do{/*codes*/}while(0)
采用这种方式是为了防范在使用宏过程中出现错误，主要有如下几点：
(1)空的宏定义避免warning:
#define foo() do{}while(0)
(2)存在一个独立的block，可以用来进行变量定义，进行比较复杂的实现。
(3)如果出现在判断语句过后的宏，这样可以保证作为一个整体来是实现：
#define foo() \
action1(); \
action2();
在遇到分支语句时：
if(NULL == pPtr)
foo();
foo()中的两个语句就不会都被执行。
(4)为何不用单独的{}
#define switch(x,y) {int tmp; tmp=x;x=y;y=tmp;}
if(x>y)
switch(x,y);
else
op();
在把宏引入代码中，会多出一个分号，从而会报错。
变参宏: ··· 与__VA_ARGS__
某些函数接受可变的参数例如printf(),在头文件stdvar.h中有工具可以自定义变参宏。
把宏参数列表中最后的参数用···省略，而__VA_ARGS__可用在替换部分，表面省略号代表的东西。
#define PR(···) printf(__VA_ARGS__)
例如：
PR("THIS IS __VA_ARGS__");
会被展开为：
printf("THIS IS __VA_ARGS__");
预定义符号
| 符号 | 样例值 | 含义 |
|---|---|---|
__FILE__ |
"test.c" |
进行编译的文件名 |
__LINE__ |
25 |
当前行的行号 |
__DATE__ |
"Jan 31 2001" |
被编译的日期 |
__TIME__ |
"23:17:24" |
被编译的时间 |
__STDC__ |
1 |
是否遵循ANSI C |
__FUNCTION__ |
main |
所在函数名称 |
这些宏与编译器有关,有些支持有些不支持.
如下程序:
运行结果为:
注意到: 如果用函数或内联函数，每次的行号便都会相同。
下面是内核中，常见的两个宏：
Linux常用的两个宏
offsetof
该宏的定义如下：
#define __offsetof__(type, member) ( ( size_t ) & ( ( type * ) 0 )->member )
作用是获取结构体某成员变量的偏移量。
分析如下：
(type *)0将0转化为该类型的指针，即地址为0x00000000((type *)0)->member访问成员member&(((type *)0)->member)获取该成员地址(也就是其偏移量)(size_t)&(((type *)0)->member)将地址转化为size_t类型 即偏移量
这里访问0指针为何不会报错,取决于gcc对于该过程的优化,不会直接访问空间而是直接获得地址.
container_of
该宏的定义如下:
#define __container_of__(ptr, type, member) ({\
const typeof ( ( ( type * ) 0 ) -> member ) *__mptr=(ptr);\
( type * )( ( char * )__mptr - __offsetof__( type, member ) );\
})
要理解这段宏,需要知道几个GCC C EXTENSIONS,查阅GCC MANUAL:
1.Statements and Declarations in Expressions
2.Referring to a Type with typeof
手册中也给出了一个典型的用法示例:
这段宏的分析如下:
typeof()为GNU C,获得变量类型typeof (((type *)0 )->member)起始地址为0再获取member最后返回member类型const typeof (((type *)0 )->member) * __mptr=(ptr)定义__mptr 指针，指向ptr指向的地址，并成为常量指针(char *)__mptr__mptr转化为字符型指针(运算以1个字节为单位)- __offsetof__(type,member))减去该成员的偏移量(type*)( ( char * )__mptr - __offsetof__(type,member))最后转化为指向该类型的指针(指向该类型的首地址)
关于上述两个宏的一段程序如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/**
* 获取结构体变量成员的偏移量
* @param type 类型（struct）
* @param member 成员
*/
#define __offsetof__(type, member) ( ( size_t ) & ( ( type * ) 0 )->member )
/**
* 获取指向整个结构体的指针
* @param ptr 指向成员(member)变量的指针
* @param type 类型(struct)
* @param member 成员变量
*/
#define __container_of__(ptr, type, member) ({\
const typeof ( ( ( type * ) 0 ) -> member ) *__mptr=(ptr);\
( type * )( ( char * )__mptr - __offsetof__( type, member ) );\
})
typedef struct Student {
char gender;
int id;
int age;
char name[20];
double score;
} Stu;
int main() {
int gender_offset,id_offset,age_offset,name_offset,score_offset;
gender_offset = __offsetof__(struct Student, gender);
id_offset = __offsetof__(struct Student, id);
age_offset = __offsetof__(struct Student, age);
name_offset = __offsetof__(struct Student, name);
score_offset = __offsetof__(struct Student, score);
printf("%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n", gender_offset, id_offset, age_offset, name_offset, score_offset);
Stu stu;
Stu *pstu;
stu.gender = '1';
stu.id = 9527;
stu.age = 18;
stu.score = 98.2;
strcpy(stu.name, "elioyang");
pstu = __container_of__(&stu.id, Stu, id);
printf("gender=%c\n", pstu->gender);
printf("age=%d\n", pstu->age);
printf("name=%s\n", pstu->name);
printf("score=%lf", pstu->score);
return 0;
}
运行结果如下:
0 4 8 12 32
gender=1
age=18
name=elioyang
score=98.200000
