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看雪论坛作者ID:PlaneJun
#define 宏名 替换列表 换行符
#define 宏名 ([标识符列表]) 替换列表 换行符
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。
宏的一些奇技淫巧:
https://gaomf.cn/2017/10/06/C_Macro/
以下是整理的一些linux kernel中的常见宏,由于不同体系架构,或者不同模块的宏定义不同,只挑选了其中容易看懂的宏作为记录,实现的功能大体一样。
Linux内核中do{...}while(0)意义:
辅助定义复杂的宏,避免引用的时候出错,如果不用{},if后面的语句只有第一条进行了判断。同时避免宏展开后“;”造成编译不通过.
避免使用goto,对程序流进行统一的控制,使用break跳出
避免空宏引起的warning
定义一个单独的函数块来实现复杂的操作
"##"用于粘贴两个参数,"#"用于替换参数:
条件为真,产生崩溃, 原理:未定义的异常。
相对应的有 WARN_ON:
#define BUG() assert(0)
#define BUG_ON(x) assert(!(x))
#define WARN() BUG()
#define WARN_ON(x) (BUG_ON(x), false)
#define BUILD_BUG_ON(condition) ((void)sizeof(char[1 - 2*!!(condition)]))
condition为真时,sizeof(char[-1]),产生错误,编译不通过
condition为假时,sizeof(char[1]),编译通过
#define BUILD_BUG_ON_ZERO(e) (sizeof(struct { int:-!!(e); }))
struct { int : –!!(0); } -=> struct { int : 0; }
struct { int : –!!(1); } -=> struct { int : –1; }
#define typecheck(type,x) \
({ type __dummy; \
typeof(x) __dummy2; \
(void)(&__dummy == &__dummy2); \
1; \
})
#define typecheck_fn(type,function) \
({ typeof(type) __tmp = function; \
(void)__tmp; \
})
#define min(x, y) __careful_cmp(x, y, <)
#define __cmp(x, y, op) ((x) op (y) ? (x) : (y))
#define __safe_cmp(x, y) \
(__typecheck(x, y) && __no_side_effects(x, y))
#define __no_side_effects(x, y) \
(__is_constexpr(x) && __is_constexpr(y))
#define __cmp_once(x, y, unique_x, unique_y, op) ({ \
typeof(x) unique_x = (x); \
typeof(y) unique_y = (y); \
__cmp(unique_x, unique_y, op); })
#define __careful_cmp(x, y, op) \
__builtin_choose_expr(__safe_cmp(x, y), \
__cmp(x, y, op), \
__cmp_once(x, y, __UNIQUE_ID(__x), __UNIQUE_ID(__y), op))
#define __is_constexpr(x) \
(sizeof(int) == sizeof(*(8 ? ((void *)((long)(x) * 0l)) : (int *)8)))
sizeof(int) == sizeof(*((int *) (NULL)))
sizeof(int) == sizeof(*((void *)(....)))
int __builtin_types_compatible_p(type_a, type_b);
int __builtin_choose_expr(exp, e1, e2);
#define roundup(x, y) ( \
{ \
const typeof(y) __y = y; \
(((x) + (__y - 1)) / __y) * __y; \
} \
)
/**
* clamp - return a value clamped to a given range with strict typechecking
* @val: current value
* @lo: lowest allowable value
* @hi: highest allowable value
*
* This macro does strict typechecking of @lo/@hi to make sure they are of the
* same type as @val. See the unnecessary pointer comparisons.
*/
#define clamp(val, lo, hi) min((typeof(val))max(val, lo), hi)
#define abs(x) __abs_choose_expr(x, long long, \
__abs_choose_expr(x, long, \
__abs_choose_expr(x, int, \
__abs_choose_expr(x, short, \
__abs_choose_expr(x, char, \
__builtin_choose_expr( \
__builtin_types_compatible_p(typeof(x), char), \
(char)({ signed char __x = (x); __x<0?-__x:__x; }), \
((void)0)))))))
#define __abs_choose_expr(x, type, other) __builtin_choose_expr( \
__builtin_types_compatible_p(typeof(x), signed type) || \
__builtin_types_compatible_p(typeof(x), unsigned type), \
({ signed type __x = (x); __x < 0 ? -__x : __x; }), other)
do { typeof(a) __tmp = (a); (a) = (b); (b) = __tmp; } while (0)
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
#define likely(x) __builtin_exp ect(!!(x), 1)
#define unlikely(x) __builtin_exp ect(!!(x), 0)
#define ALIGN(x, a) __ALIGN_KERNEL((x), (a))
#define __ALIGN_KERNEL(x, a) __ALIGN_KERNEL_MASK(x, (typeof(x))(a) - 1)
#define __ALIGN_KERNEL_MASK(x, mask) (((x) + (mask)) & ~(mask))
#define __ALIGN_MASK(x, mask) __ALIGN_KERNEL_MASK((x), (mask))
#define __get_unaligned_le(ptr) ((__force typeof(*(ptr)))({ \
__builtin_choose_expr(sizeof(*(ptr)) == 1, *(ptr), \
__builtin_choose_expr(sizeof(*(ptr)) == 2, get_unaligned_le16((ptr)), \
__builtin_choose_expr(sizeof(*(ptr)) == 4, get_unaligned_le32((ptr)), \
__builtin_choose_expr(sizeof(*(ptr)) == 8, get_unaligned_le64((ptr)), \
__bad_unaligned_access_size())))); \
}))
static inline u32 get_unaligned_be32(const void *p)
{
return __get_unaligned_cpu32((const u8 *)p);
}
static inline u32 __get_unaligned_cpu32(const void *p)
{
const struct __una_u32 *ptr = (const struct __una_u32 *)p;
return ptr->x;
}
struct __una_u16 { u16 x; } __packed;
struct __una_u32 { u32 x; } __packed;
struct __una_u64 { u64 x; } __packed;
#pragma pack (1)
#define __put_unaligned_le(val, ptr) ({ \
void *__gu_p = (ptr); \
switch (sizeof(*(ptr))) { \
case 1: \
*(u8 *)__gu_p = (__force u8)(val); \
break; \
case 2: \
put_unaligned_le16((__force u16)(val), __gu_p); \
break; \
case 4: \
put_unaligned_le32((__force u32)(val), __gu_p); \
break; \
case 8: \
put_unaligned_le64((__force u64)(val), __gu_p); \
break; \
default: \
__bad_unaligned_access_size(); \
break; \
} \
(void)0; })
static inline void put_unaligned_be32(u32 val, void *p)
{
__put_unaligned_cpu32(val, p);
}
static inline void __put_unaligned_cpu32(u32 val, void *p)
{
struct __una_u32 *ptr = (struct __una_u32 *)p;
ptr->x = val;
}
在无锁的情况下访问全局变量
对该变量的访问可能被编译器优化成合并成一次或者拆分成多次
#define ACCESS_ONCE(x) (*(volatile typeof(x) *)&(x))
#define access_ok(addr, size) \
({ \
WARN_ON_IN_IRQ(); \
likely(!__range_not_ok(addr, size, user_addr_max())); \
})
static inline bool __chk_range_not_ok(unsigned long addr, unsigned long size, unsigned long limit)
{
if (__builtin_constant_p(size))
return unlikely(addr > limit - size);
addr += size;
if (unlikely(addr < size))
return true;
return unlikely(addr > limit);
}
#define MAX_UDELAY_MS 5
#define mdelay(n) (\ /*延迟毫秒级*/
(__builtin_constant_p(n) && (n)<=MAX_UDELAY_MS) ? udelay((n)*1000) : \
({unsigned long __ms=(n); while (__ms--) udelay(1000);}))
static void udelay(int loops)
{
while (loops--)
io_delay();
}
static inline void io_delay(void)
{
const u16 DELAY_PORT = 0x80;
asm volatile("outb %%al,%0" : : "dN" (DELAY_PORT));
}
#define SYSCALL_DEFINE1(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(1, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE2(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(2, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE3(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(3, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE4(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(4, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE5(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(5, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE6(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(6, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE_MAXARGS 6
SYSCALL_DEFINE3(open, const char __user *, filename, int, flags, umode_t, mode)
{
if (force_o_largefile())
flags |= O_LARGEFILE;
return do_sys_open(AT_FDCWD, filename, flags, mode);
}
SYSCALL_DEFINE3(open, const char __user *, filename, int, flags, umode_t, mode)
展开之后是:
SYSCALL_DEFINEx(3, _open, __VA_ARGS__)
再次展开为:
__SYSCALL_DEFINEx(3, _open, __VA_ARGS__)
#define __SYSCALL_DEFINEx(x, name, ...) \
asmlinkage long sys##name(__MAP(x,__SC_DECL,__VA_ARGS__)) \
最后展开为:
asmlinkage long sys_open(__MAP(3,__SC_DECL,__VA_ARGS__))
#define __MAP0(m,...)
#define __MAP1(m,t,a) m(t,a)
#define __MAP2(m,t,a,...) m(t,a), __MAP1(m,__VA_ARGS__)
#define __MAP3(m,t,a,...) m(t,a), __MAP2(m,__VA_ARGS__)
#define __MAP4(m,t,a,...) m(t,a), __MAP3(m,__VA_ARGS__)
#define __MAP5(m,t,a,...) m(t,a), __MAP4(m,__VA_ARGS__)
#define __MAP6(m,t,a,...) m(t,a), __MAP5(m,__VA_ARGS__)
#define __MAP(n,...) __MAP##n(__VA_ARGS__)
#define __SC_DECL(t, a) t a
__MAP(3,__SC_DECL,__VA_ARGS__)
-->__MAP3(__SC_DECL,const char __user *, filename, int, flags, umode_t, mode)
-->__SC_DECL(const char __user *, filename), __MAP2(__SC_DECL,__VA_ARGS__)
-->const char __user * filename,__SC_DECL(int, flags),__MAP1(__SC_DECL,__VA_ARGS__)
-->const char __user * filename, int flags, __SC_DECL(umode_t, mode)
-->const char __user * filename, int flags, umode_t mode
最后调用asmlinkage long sys_open(const char __user *filename,int flags, umode_t mode);
asmlinkage long __se_sys##name(__MAP(x,__SC_LONG,__VA_ARGS__)) \
{ \
long ret = __do_sys##name(__MAP(x,__SC_CAST,__VA_ARGS__));\
__MAP(x,__SC_TEST,__VA_ARGS__); \
__PROTECT(x, ret,__MAP(x,__SC_ARGS,__VA_ARGS__)); \
return ret; \
} \
#define __TYPE_AS(t, v) __same_type((__force t)0, v)
#define __TYPE_IS_L(t) (__TYPE_AS(t, 0L))
#define __TYPE_IS_UL(t) (__TYPE_AS(t, 0UL))
#define __TYPE_IS_LL(t) (__TYPE_AS(t, 0LL) || __TYPE_AS(t, 0ULL))
#define __SC_LONG(t, a) __typeof(__builtin_choose_expr(__TYPE_IS_LL(t), 0LL, 0L)) a
#define __SC_CAST(t, a) (__force t) a
# define __force __attribute__((force))
表示所定义的变量类型可以做强制类型转换
#define barrier() __asm__ __volatile__("": : :"memory")
int a = 5, b = 6;
barrier();
a = b;
mfence:在mfence指令前的读写操作当必须在mfence指令后的读写操作前完成。
lfence:在lfence指令前的读操作当必须在lfence指令后的读操作前完成,不影响写操作
sfence:在sfence指令前的写操作当必须在sfence指令后的写操作前完成,不影响读操作
lock 前缀(或cpuid、xchg等指令)使得本CPU的Cache写入内存,该写入动作也会引起别的CPU invalidate其Cache。用来修饰当前指令操作的内存只能由当前CPU使用
#ifdef __ASSEMBLY__
#define _AC(X,Y) X
#define _AT(T,X) X
#else
#define __AC(X,Y) (X
#define _AC(X,Y) __AC(X,Y)
#define _AT(T,X) ((T)(X))
#endif
#define _UL(x) (_AC(x, UL))
#define _ULL(x) (_AC(x, ULL))
#define force_o_largefile() \
(personality(current->personality) != PER_LINUX32)
PER_LINUX32 = 0x0008,
PER_MASK = 0x00ff,
#define personality(pers) (pers & PER_MASK)
#define __pa(x) __virt_to_phys((unsigned long)(x))
#define __va(x) ((void *)__phys_to_virt((unsigned long)(x)))
#define MAX_ERRNO 4095
#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
static inline long __must_check IS_ERR(const void *ptr)
{
return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
}
static inline void * __must_check ERR_PTR(long error)
{
return (void *) error;
}
长整型转化为指针
static inline long __must_check PTR_ERR(const void *ptr)
{
return (long) ptr;
}
指针转化为长整型
#define BSWAP_8(x) ((x) & 0xff)
#define BSWAP_16(x) ((BSWAP_8(x) << 8) | BSWAP_8((x) >> 8))
#define BSWAP_32(x) ((BSWAP_16(x) << 16) | BSWAP_16((x) >> 16))
#define BSWAP_64(x) ((BSWAP_32(x) << 32) | BSWAP_32((x) >> 32))
#define swap(a, b) \
(((a) ^= (b)), ((b) ^= (a)), ((a) ^= (b)))
看雪ID:笔墨
https://bbs.pediy.com/user-589842.htm
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