LDD读书笔记第十一章-内核的数据类型

07月 29

Linux数据类型

Linux内核C语言数据类型大小
Arch	char	short	int	long	ptr	long-long	u8	u16	u32	u64
i386	1	2	4	4	4	8	1	2	4	8
alpha	1	2	4	8	8	8	1	2	4	8
armv41	1	2	4	4	4	8	1	2	4	8
ia64	1	2	4	8	8	8	1	2	4	8
m86k	1	2	4	4	4	8	1	2	4	8
mips	1	2	4	4	4	8	1	2	4	8
ppc	1	2	4	4	4	8	1	2	4	8
sparc	1	2	4	4	4	8	1	2	4	8
sparc64	1	2	4	4	4	8	1	2	4	8
x86_64	1	2	4	8	8	8	1	2	4	8

需要注意的是sparc64架构运行的是32位用户空间。但是在内核空间是64位的。
在当前的所有平台上指针和long型的大小总相同
u8等固定大小的值有其有符号版本以s代替u如：s8
如果需要在用户空间使用固定大小的话使用双下划线版本如__u8
固定大小的类型是linux特有的如果考虑向其他unix变种移植应使用C99标准类型变量如:uint8_t

其他有关移植性的问题

时间变量

使用时间变量的时候不要使用特定的值而是使用HZ宏如：
n毫秒为：n*HZ/1000

页大小

同样不要使用特定的值。而是使用如下函数

^?View Code C

1
2
3

#include <asm/page.h>
int order = get_order(16*1024); /*传递的参数必须是2的幂*/
buf = get_free_pages(GFP_KERNEL,order);

字节序

不要对字节序做任何假设。
头文件asm/byteorder.h根据平台定义了__BIG_ENDIAN 或 __LITTLE_ENDIAN。
也可以使用如下函数转换成需要的类型

^?View Code C

1 2	u32 cpu_to_le32 (u32); u32 le32_to_cpu (u32);

这些宏相对le有be版本如be32_to_cpu，并且有相应的16为版本。
更多资料查看：
linux/byteorder/big_endian.h
linux/byteorder/little_endian.h

数据对齐

访问未对其的数据

^?View Code C

1
2
3

#include <asm/unaligned.h>
get_unaligned(ptr);
put_unaligned(val, ptr);

对结构添加__attribute__可防止编译器自动对齐如

^?View Code C

struct {
	u16 id;
	u64 lun;
	u16 reserved1;
	u32 reserved2;
} __attribute__ ((packed)) scsi;

指针和错误值

^?View Code C

#include <linux/err.h>
void *ERR_PTR(long error);/*错误码到指针类型的错误指针*/
long IS_ERR(const void *ptr);/*判断是否为错误指针*/
long PTR_ERR(const void *ptr);/*错误指针到错误码*/

链表

如果重入的时候可能并发访问必须给链表添加锁机制。
定义在linux/list.h中：

^?View Code C

	struct list_head {
	struct list_head *next, *prev;
};
使用链表：
<pre lang="C">
#include <linux/list.h>
struct todo_struct {
	struct list_head list;
	int priority; /* driver specific */
	/* 其他字段 */
};
/*运行时初始化链表头*/
struct list_head todo_list;
INIT_LIST_HEAD(&todo_list);
/*编译时初始化*/
LIST_HEAD(todo_list);
/*添加删除相关函数*/
list_add(struct list_head *new, struct list_head *head);
/*添加到头部*/
list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head);
/*添加到尾部*/
list_del(struct list_head *entry);
list_del_init(struct list_head *entry);
/*删除链表项，如果可能插入到其他链表，使用init版本*/
list_move(struct list_head *entry, struct list_head *head);
list_move_tail(struct list_head *entry, struct list_head *head);
/*把给定的链表移动到头部或尾部*/
list_empty(struct list_head *head);
/*如果链表为空返回非零值*/
list_splice(struct list_head *list, struct list_head *head);
/*head之后插入list来合并链表*/

获取包含链表的结构的指针

^?View Code C

list_entry(struct list_head *ptr, type_of_struct, 				field_name);
/*ptr为链表结构，type_of_struct为包含链表的结构的名称
*field_name为结构中链表字段的名称
*/

遍历链表

^?View Code C

list_for_each(struct list_head *cursor, struct list_head 			*list)
/*遍历链表*/
list_for_each_prev(struct list_head *cursor, struct 					list_head *list)
/*向前遍历链表*/
list_for_each_safe(struct list_head *cursor, struct 					list_head *next, struct
				list_head *list)
/*如果在遍历中需要删除链表使用此方法*/
list_for_each_entry(type *cursor, struct list_head *list, 				member)
list_for_each_entry_safe(type *cursor, type *next, struct 			list_head *list,member)
/*遍历并且直接获取包含链表的结构体的指针*/

两个例子：

^?View Code C

void todo_add_entry(struct todo_struct *new)
{
	struct list_head *ptr;
	struct todo_struct *entry;
	for (ptr = todo_list.next; ptr != &todo_list; ptr = ptr->next) {
		entry = list_entry(ptr, struct todo_struct, list);
		if (entry->priority < new->priority) {
			list_add_tail(&new->list, ptr);
			return;
		}
	}
	list_add_tail(&new->list, &todo_struct)
}

^?View Code C

void todo_add_entry(struct todo_struct *new)
{
	struct list_head *ptr;
	struct todo_struct *entry;
	list_for_each(ptr, &todo_list) {
		entry = list_entry(ptr, struct todo_struct, list);
		if (entry->priority < new->priority) {
			list_add_tail(&new->list, ptr);
			return;
		}
	}
	ist_add_tail(&new->list, &todo_struct)
}

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