【C语言】Linux内核源码--min,swap宏定义

时间:2021-03-31 22:53:55


Linux3.5的部分宏定义在linux-3.5/include/linux/kernel.h的头文件中有定义

一: 最大值和最小值相关的宏


/*
* min()/max()/clamp() macros that also do
* strict type-checking.. See the
* "unnecessary" pointer comparison.
*/
#define min(x, y) ({ \
typeof(x) _min1 = (x); \
typeof(y) _min2 = (y); \
(void) (&_min1 == &_min2); \
_min1 < _min2 ? _min1 : _min2; })

#define max(x, y) ({ \
typeof(x) _max1 = (x); \
typeof(y) _max2 = (y); \
(void) (&_max1 == &_max2); \
_max1 > _max2 ? _max1 : _max2; })

#define min3(x, y, z) ({ \
typeof(x) _min1 = (x); \
typeof(y) _min2 = (y); \
typeof(z) _min3 = (z); \
(void) (&_min1 == &_min2); \
(void) (&_min1 == &_min3); \
_min1 < _min2 ? (_min1 < _min3 ? _min1 : _min3) : \
(_min2 < _min3 ? _min2 : _min3); })

#define max3(x, y, z) ({ \
typeof(x) _max1 = (x); \
typeof(y) _max2 = (y); \
typeof(z) _max3 = (z); \
(void) (&_max1 == &_max2); \
(void) (&_max1 == &_max3); \
_max1 > _max2 ? (_max1 > _max3 ? _max1 : _max3) : \
(_max2 > _max3 ? _max2 : _max3); })

以上几个宏会做严格的类型检查

(void) (&_min1 == &_min2); 

表面看起来,这句话,好像不起作用,算是一句废话,其实作用还是比较大的。首先,我们此处想要实现的目的是,在计算两个数的最小值之前,希望去判断一下两个值的类型是否一致,而由于C语言本身不支持我们去做类似于这样的操作typeof(_x)==typeof(_y),所以在此,通过故意判断他们2个的地址指针是否相等,而显然&_x,即x的地址,是不可能等于&_y的,但是这句话(void) (&_x == &_y);使得,如果_x和_y的类型不一样,其指针类型也会不一样,2个不一样的指针类型进行比较操作,则会引起编译器产生一个编译警告,提示你这两个值的类型不同通过void显式丢弃一个表达式的值,否则有些编译器会就此给出警告信息。 


比如看看如下代码:

【C语言】Linux内核源码--min,swap宏定义

编译的时候,经过预处理后,就会有这样的判断操作:

int * == char *;

因此编译器就会提示你:

warning: comparison of distinct pointer types lacks a cast(警告:比较不相关的指针时缺少类型转换)

所以,这个宏的巧妙之处就在于此。

所以,总结起来就是:

【提示】

1。其实关于min的宏,更好的做法是再加个const,即:

#define min(x, y) ({                        \
const typeof(x) _min1 = (x); \
const typeof(y) _min2 = (y); \
(void) (&_min1 == &_min2); \
_min1 < _min2 ? _min1 : _min2; })


2。(void) (&_x == &_y); 中的void,表示将表达式(&_x == &_y); 所得到的结果(此处肯定是逻辑上的假,值为0)忽略掉。如果不加void,则会提示你这行代码是无意义的,没人用到,有些编译器会产生警告信息


3。关于min的宏定义,为何这么复杂,而不是用简单的#define min(x,y) ((x) < (y) ? x : y)

因为,如果如此定义,那么对于一些特殊的值传入此宏之后,就会产生一些副作用,产生的结果,就不是我们想要的了,比如:

min(++a,++b) ==> ((++a)<(++b))?(++a) : (++b) 

就使得,a++和b++分别执行了2次,而且min的结果,也不对了。而用上面那个复杂的定义,多加了局部变量_x和_y,就可以避免此类问题了。


二、 其它相关宏的分析

/**
* min_not_zero - return the minimum that is _not_ zero, unless both are zero
* @x: value1
* @y: value2
*/
#define min_not_zero(x, y) ({ \
typeof(x) __x = (x); \
typeof(y) __y = (y); \
__x == 0 ? __y : ((__y == 0) ? __x : min(__x, __y)); })

/*
* ..and if you can't take the strict
* types, you can specify one yourself.
*
* Or not use min/max/clamp at all, of course.
*/
#define min_t(type, x, y) ({ \
type __min1 = (x); \
type __min2 = (y); \
__min1 < __min2 ? __min1: __min2; })

#define max_t(type, x, y) ({ \
type __max1 = (x); \
type __max2 = (y); \
__max1 > __max2 ? __max1: __max2; })

/*
* swap - swap value of @a and @b
*/
#define swap(a, b) \
do { typeof(a) __tmp = (a); (a) = (b); (b) = __tmp; } while (0)

swap是交换两个变量的值的宏,可以支持所有的基本类型。