Linux核心原始碼中使用巨集定義的若干技巧
阿新 • • 發佈：2019-01-08
在C中，巨集定義的概念雖然簡單，但是真要用好卻並不那麼容易，下面從Linux原始碼中抽取一些巨集定義的使用方法，希望能從中得到點啟發：
1. 型別檢查
比如module_init的巨集定義：
GPIO/fsl-gpio.c: In function '__inittest':
GPIO/fsl-gpio.c:46: warning: return from incompatible pointer type
2. 變長引數列表，比如系統呼叫相關的定義：
asmlinkage long sys_close(__SC_DECL1(unsigned int, fd))
可見，上述巨集定義SYSCALL_DEFINE1中除第一個引數明確給出外，對於可變長的引數列表，採用__VA_ARGS__就可以圓滿解決，換言之，__VA_ARGS__成了變長引數列表的容器了。
3.這條也不能算是技巧了，C中巨集定義的一種很常見的用法，Linux核心原始碼中也大量使用:
#define STR(x) #x
#的使用將把巨集引數x變成一個字串，比如STR(my hub)將轉化成"my hub"
另一個常見的符號是##，它用來將兩個引數粘合到一起，比如
#define STR1(a,b) a##b
那麼STR1(my hub, is good)將轉換成my hubis good，可見##會自動把第2個引數前的空格給移除掉。
6. 巨集引數的靜態檢查
下面的巨集來自模組引數的定義部分：
1. 型別檢查
比如module_init的巨集定義：
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-
#define module_init(initfn) \
-
static inline initcall_t __inittest(void) \
-
{ return initfn; } \
-
int init_module(void) __attribute__((alias(#initfn)));
GPIO/fsl-gpio.c: In function '__inittest':
GPIO/fsl-gpio.c:46: warning: return from incompatible pointer type
2. 變長引數列表，比如系統呼叫相關的定義：
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-
#define __SYSCALL_DEFINEx(x, name, ...) \
- asmlinkage long sys##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__))
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-
#define SYSCALL_DEFINEx(x, sname, ...) \
- __SYSCALL_DEFINEx(x, sname, __VA_ARGS__)
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-
#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__)
asmlinkage long sys_close(__SC_DECL1(unsigned int, fd))
可見，上述巨集定義SYSCALL_DEFINE1中除第一個引數明確給出外，對於可變長的引數列表，採用__VA_ARGS__就可以圓滿解決，換言之，__VA_ARGS__成了變長引數列表的容器了。
3.這條也不能算是技巧了，C中巨集定義的一種很常見的用法，Linux核心原始碼中也大量使用:
#define STR(x) #x
#的使用將把巨集引數x變成一個字串，比如STR(my hub)將轉化成"my hub"
另一個常見的符號是##，它用來將兩個引數粘合到一起，比如
#define STR1(a,b) a##b
那麼STR1(my hub, is good)將轉換成my hubis good，可見##會自動把第2個引數前的空格給移除掉。
4. do...while(0)這個就不用多說了吧，不過有個問題是，如果使用{...}來代替do{...)while(0)行不行呢？其實呢，大部分情況下都沒有問題，事實上核心原始碼中有時候就用一個大括號來代替do...while(0)，所以沒有必然確定的理由說用{...}來代替do...while(0)就一定會有問題，所以我基本上傾向於認為這個只是個人習慣的不同。事實上如果巨集的定義者和使用者能夠注意到此點，就足夠了。
5.
typeof和0指標
這個在大名鼎鼎的container_of就有出現，事實上一些面試題有時候也喜歡跟這個沾點邊。
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- #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
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-
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
-
const typeof(((type *)0)->member)*__mptr = (ptr); \
- (type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); })
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-
struct test{
-
int a;
-
int b;
-
};
-
int main(void)
-
{
-
printf("offset_b = %ld\n", (size_t)(&((struct
test*)0)->b));
-
return 0;
- }
6. 巨集引數的靜態檢查
下面的巨集來自模組引數的定義部分：
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-
#define __module_param_call(prefix, name, ops, arg, isbool, perm) \
-
/* Default value instead of permissions? */ \
-
static int __param_perm_check_##name __attribute__((unused)) = \
-
BUILD_BUG_ON_ZERO((perm) < 0 || (perm) > 0777 || ((perm) & 2)) \
-
+ BUILD_BUG_ON_ZERO(sizeof(""prefix) > MAX_PARAM_PREFIX_LEN); \
-
static const char __param_str_##name[] = prefix
#name; \
-
static struct kernel_param __moduleparam_const __param_##name \
-
__used \
-
__attribute__ ((unused,__section__ ("__param"),aligned(sizeof(void *)))) \
-
= { __param_str_##name, ops, perm, isbool ? KPARAM_ISBOOL : 0, \
- { arg } }