《Linux Device Drivers》第十一章 内核的数据类型——note

  • 简介
    • 由于Linux的多平台特性,任何一个重要的驱动程序都应该是可移植的
    • 与内核代码相关的核心问题是应该能够同时访问已知长度的数据项,并充分利用不同处理器的能力
    • 内核使用的数据类型主要被分成三类
      • 类似int这样的标准C语言类型
      • 类似u32这样的有确定大小的类型
      • 像pid_t这样的用于特定内核对象的类型
    • 本章将讨论在什么情况下使用这三种类型以及如何使用
  • 使用标准C语言类型
    • 当我们需要“两个字节的填充符”或者“用四个字节字符串表示的某个东西”时,我们不能使用标准类型,因为在不同的体系架构上,普通C语言的数据类型所占空间在大小并不相同
    • 内核中的普通内存地址通常是unsigned long,在当前Linux支持的所有平台上,指针和long整形的大小总是相同的
    • C99标准定义了intptr_t和uintptr_t类型,它们是能够保存指针值的整形变量
  • 为数据项分配确定的空间大小
    • <asm/types.h>
    • <linux/types.h>
    • u8, s8
    • u16, s16
    • u32, s32
    • u64, s64
    • 如果一个用户空间程序需要使用这些类型,它可以在名字前加上两个下划线作为前缀
    • __u8
    • __u32
    • 使用新编译器的系统将支持C99标准类型,如uint8_t和uint32_t

  • 接口特定的类型
    • 内核中最常用的数据类型由它们自己的typedef声明,这样可以防止出现任何移植性问题
    • “接口特定(interface-specific)”是指由某个库定义的一种数据类型,以便为某个特定的数据结构提供接口
    • 完整的_t类型在<linux/types.h>中定义
    • _t数据项的主要问题是在我们需要打印它们的时候,不太容易选择正确的printk或者printf的输出格式
  • 其他有关移植的问题
    • 一个通用的原则是要避免使用显式的常量值
    • 时间间隔
      • 使用jiffies计算时间间隔的时候,应该用HZ来衡量
    • 页大小
      • 内存页的大小是PAGE_SIZE字节
      • PAGE_SHIFT
      • <asm/page.h>
      • getpagesize库函数
      • get_order函数
    • 字节序
      • <asm/byteorder.h>
        • __BIG_ENDIAN
        • __LITTLE_ENDIAN
      • u32 cpu_to_le32 (u32);
      • u32 le32_to_cpu(u32);
      • be64_to_cpu
      • le16_to_cpus
      • cpu_to_le32p
    • 数据对齐
      • <asm/unaligned.h>
        • get_unaligned(ptr);
        • put_unaligned(val, ptr);
    • 指针和错误值
      • 许多内核接口通过把错误值编码到一个指针值中来返回错误信息
      • <linux/err.h>
        • void *ERR_PTR(long error);
        • long IS_ERR(const void *ptr);
        • long PTR_ERR(const void *ptr);
  • 链表
    • <linux/list.h>
      • struct list_head
        • struct list_head *next, *prev;
      • INIT_LIST_HEAD(&list);
      • LIST_HEAD(list);
      • list_add(struct list_head *new, struct list_head *head);
      • list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head);
      • list_del(struct list_head *entry);
      • list_del_init(struct list_head *entry);
      • list_move(struct list_head *entry, struct list_head *head);
      • list_move_tail(struct list_head *entry, struct list_head *head);
      • list_empty(struct list_head *head);
      • list_splice(struct list_head *list, struct list_head *head);
      • list_entry(struct list_head *ptr, type_of_struct, field_name);
      • list_for_each(struct list_head *cursor, struct list_head *list)
      • list_for_each_prev(struct list_head *cursor, struct list_head *list)
      • list_for_each_safe(struct list_head *cursor, struct list_head *next, struct list_head *list)
      • 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)

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