高效学习Linux内核——从源码中的宏下手
徐工
2020-03-19 15:10:00
Linux内核代码
宏定义
在阅读Linux内核代码时，在代码的开头总是有各种各样的宏定义，了解熟悉这些宏定义，对于代码的理解和快速修改代码提供了便利。有些宏相对简单，一眼便可以了解作用，有些就稍微复杂一些，需要一些逻辑，今天就给大家总结了一些常见的宏定义，帮助大家更快，更好的理解内核代码。
一、什么是宏
在C语言中，可以采用命令#define来定义宏。该命令允许把一个名称指定成任何所需的文本，例如一个常量值或者一条语句。在定义了宏之后，无论宏名称出现在源代码的何处，预处理器都会把它用定义时指定的文本替换掉。
替换列表和标识符列表都是将字符串token化以后的列表。区别在于标识符列表使用,作为不同参数之间的分割符。每一个参数都是一个token化的列表。在宏中空白符只起到分割token的作用，空白符的多少对于预处理器是没有意义的。
二、内核中常见的宏
__CONCAT宏
"##"用于粘贴两个参数，"#"用于替换参数：
BUILD_BUG_ON宏
!!(e)对e的结果进行两次求非。如果e为0，则结果为0；如果e不为0，则结果为1。所以上述表达式的结果有两种：
1，condition为真时，sizeof(char[-1])，产生错误，编译不通过
2，condition为假时，sizeof(char[1])，编译通过
例如,在飞凌6Q的3.0.35的内核中，/driver/usb/storage/uas.c/usb接口u盘的驱动中就有使用该宏
BUILD_BUG_ON_ZERO(e)宏
检查表达式e是否为0，为0编译通过且返回0；如果不为0，则编译不通过
如果e为0，则该结构体拥有一个int型的数据域，并且规定它所占的位的个数为0。
如果e非0，结构体的int型数据域的位域将变为一个负数，产生语法的错误
typecheck宏
该宏在/include/linux/typecheck.h中定义
用于检查x是否为type类型，如果不是会抛出（warning: comparison of distinct pointer types lacks a cast）例如，在内核中/include/linux/rwlock.h中便使用到了该宏，用于读写锁的定义中。
__is_constexpr宏
判断x是否为整数常量表达式：如果x是常量表达式，则(void )((long)(x) 0l)是一个空指针常量，就会使用第三个操作数即((int *)8)的类型。如果不是常量表达式，则会使用第二个操作数void类型。
roundup宏
该宏在/include/linux/kernel.h中被定义。
返回一个能够整除y并且大于x，最接近x的值，向上取整，可用于地址的内存对齐。
clamp宏
判断val是否在lo和hi的范围内，如果小于lo，返回lo，如果大于hi则返回hi，如果在lo和hi之间就返回val。
swap宏
利用typeof获取要交换变量的类型
container_of宏
根据一个结构体变量中的成员变量来获取整个结构体变量的指针
ALIGN对齐宏
对齐是采用上对齐的方式，例如0x123以16对齐，结果是0x130，因为对齐常在分配内存时使用，所以分配的要比需要的大。
mdelay宏
忙等待函数，在延迟过程中无法运行其他任务，会占用CPU时间，延迟时间是准确的
三、总结
像开头说的，内核源码中有各种各样的宏，在这里不能一一罗列。宏的使用使得代码开发更加标准化，了解更多的宏，无疑可以更好的更深入的理解代码含义，如对此有兴趣，可在网上搜索更多的内核宏，了解更多关于Linux内核的知识
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