GNU C 语法
《目录》
- 前言
- 语句表达式
- typeof
- container_of 宏
- case 范围的扩展
- 扩展数组的初始化
- 扩展构造函数和析构函数
- 如何确认 Malloc 的调用次数
- 扩展数据的可移植性
- 可变参数宏
- 扩展无返回值
- 扩展内建函数
- 内建函数：__builtin_constant_p()
- 内建函数：__builtin_expect()
- format
- 零长度数组
- 属性声明：__attribute__
- 属性声明：section
- __init 宏
- Linux内核通用链表
前言
GNU C 语法 是阅读 Linux 源码的必经之路，也是成为 C 语言大神较关键的一步。
GNU C 语法 是在 C 标准上的扩展。
比如，C 中的数据类型，运算符的优先级和结合性 等， 都是 C 标准之一。
C 标准到目前为止，共更新 4 次：
- K&R C：《C 程序设计语言》
- ANSI C：《ANSI C 官方文档》
- C99：《C 语言那些事儿》/《C 语言国际标准 C99》
- C11
主流的编译器，基本都会支持最新的 C 标准。
不过，不同编译器对 C 标准的支持也分为俩大派。
- VC 派
- GCC 派
我们的 GNU C 语法，是 GCC 派，GNU C 语法就是 GCC 在 C 标准上的扩展。
Linux 内核源码实例：
语句表达式
表达式：如， i += 1
语句：如， i += 1;
语句表达式：如，({ i +=1; j += 1; }); 语句表达式的值是最后一个表达式，掌握这个就可以作为循环的结束条件。
举个例子：
// ({ ... }) ： 语句表达式
#include
int main( void )
{
int sum = 0;
sum = ({
int s = 0;
for( int i = 0; i < 10; i ++ )
s += i;
s; // sum = s, s; 是最后一个表达式
}) ;
// ({...}) 很灵活，和在直接写差不多，不过要特别注意最后一个表达式的写法，另外，goto 也可以放进去。
printf("%d", sum);
return 0;
} 再看看上面的图片，发现都是使用的 ({ .. }) 代替宏。
如，取俩个数中的最大值：
#define MAX(x, y) ((x)>(y) ? (x) : (y))
Linux 是这样写的：
#define MAX( type, x, y ) ({ \
type _x = (x); \
type _y = (y); \
_x > _y ? _x : _y; \
})因为第一种不安全，如比较 MAX(i++, j++)，这是通过第一种宏定义展开 i, j 会自增俩次。
第二种的最后一句是 _x > _y ? _x : _y; \，整个 MAX(type, x, y) 最后返回的值就是最后一句的值。
typeof
调用 MAX() 函数时，还得把类型写上。
因此，GNU C 扩展了 typeof 关键字。
sizeof ：获取 变量、类型 的大小。
typeof ：获取 变量、表达式 的类型。
因此，就可以修改上面的 MAX() 函数。
#define MAX( x, y ) ({ \
typeof(x) _x = (x); \
typeof(y) _y = (y); \
_x > _y ? _x : _y; \
})Linux 内核中的代码是这样：
#define MAX( x, y ) ({ \
typeof(x) _x = (x); \
typeof(y) _y = (y); \
(void)(&_x == &_y); \
_x > _y ? _x : _y; \
})(void)(&_x == &_y) ：就是判断俩个数的类型，如果俩个数的类型不同编译器就会发出警告，说不同类型的指针不能比较。
补充一些基本的用法：
container_of 宏
主要是为了获取结构体的首地址。
看看，我仿写的，那时候我还不知道原来这就是 Linux 的 offsetof 宏：
// 获取结构体的偏移量
#define offsetof(s,m) (((size_t)&(((s*)0)->f))
typedef struct stu
{
char c1;
long i;
char c2;
double f;
}ST;
// 调用宏：
printf("offset of : %d\n",offsetof(ST, f)); // f 是最后一个结构体成员分析一下 offsetof 宏：
- 结构体变量名，无论在任何表达式中它表示的都是整个集合本身，要想取得结构体变量的地址，必须在前面加&
- (size_t) & (((s*)0)->f)
- 展开是，
- (size_t) & (((ST*)0)->f)
- 分解的意思是：
- (ST*)0 表示将数字 0 强行转为类型为结构体指针类型（ST*），这样 0 就是结构体的首地址 了。
- (ST*)0)->f 表示 调用成员变量 f。
- &(((ST*)0)->f) 表示 取出指针变量 f 的内存地址。
- 因为结构体的首地址为 0，那么成员变量的地址就是 0 的偏移地址。
- 所以 &(((ST*)0)->f) 这个值就是变量 f 的偏移值。
- 最后用 (size_t) 将这个偏移值再一次强转为 size_t 类 型。
container_of 宏就是获取结构体的首地址，与 offsetof 宏是一个组合。
case 范围的扩展
看代码：
#include
int main( )
{
int i = 4;
switch(i)
{
case 0:
puts("0");
break;
case 2 ... 8: // Look !
puts("2~8");
break;
case 9:
puts("9");
break;
default:
puts("default");
break;
}
return 0;
}
扩展数组的初始化
看代码：
// 数组赋值的写法
int a[ 10 ] = { [9] = 233 }; // 单个赋值
int b[ 10 ] = { [0 ... 6] = 2333, [7 ... 9] = 100 }; // 范围赋值
扩展构造函数和析构函数
- constructor ：构造函数
- destructor ：析构函数
使用方法：
-
__attribute__((constructor)) int init_func(void);
-
__attribute__((destructor)) int exit_func(void);
举例：
#include
// 构造函数，运行在 main( ) 之前
__attribute__((constructor)) int init_func(void)
{
puts(__func__);
}
// 析构函数，运行在 main( ) 之后
__attribute__((destructor)) int exit_func(void)
{
puts(__func__);
}
int main( )
{
puts(__func__);
return 0;
}
如何确认 Malloc 的调用次数
如题，我先把代码贴上。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
void *malloc( size_t size )
{
char buf[ 32 ];
static void *( *real_malloc )(size_t) = NULL;
if( real_malloc == NULL ) {
real_malloc = dlsym( RTLD_NEXT, "malloc");
}
sprintf(buf, "malloc called, size = %zu\n", size);
write( 2, buf, strlen(buf) );
return real_malloc(size);
}
int main( )
{
puts("\n本程序调用的 malloc 次数及大小(上面的是系统调用的)：");
malloc( 1024 );
return 0;
} 运行后就发现，天哪，原理在运行 main() 函数之前，系统干了这么多事情。
这是因为执行 main() 之前，还有一些暗箱操作。
这些事情都是 CRT 运行库做的。
扩展数据的可移植性
C 语言并没有严格规定 short、int、long 的长度，只做了宽泛的限制：
- short 至少占用 2 个字节。
- int 建议为一个机器字长。32 位环境下机器字长为 4 字节，64 位环境下机器字长为 8 字节。
- short 的长度不能大于 int，long 的长度不能小于 int。
总结起来，它们的长度（所占字节数）关系为：
2 ≤ short ≤ int ≤ long
这就意味着，short 并不一定真的 “短”，long 也并不一定真的 “长”，它们有可能和 int 占用相同的字节数。
在 16 位环境下，short 的长度为 2 个字节，int 也为 2 个字节，long 为 4 个字节。16 位环境多用于单片机和低级嵌入式系统，在PC和服务器上已经见不到了。
对于 32 位的 Windows、Linux 和 Mac OS，short 的长度为 2 个字节，int 为 4 个字节，long 也为 4 个字节。PC和服务器上的 32 位系统占有率也在慢慢下降，嵌入式系统使用 32 位越来越多。
在 64 位环境下，不同的操作系统会有不同的结果，如下所示：
目前我们使用较多的PC系统为 Win XP、Win 7、Win 8、Win 10、Mac OS、Linux，在这些系统中，short 和 int 的长度都是固定的，分别为 2 和 4，大家可以放心使用，只有 long 的长度在 Win64 和类 Unix 系统下会有所不同，使用时要注意移植性。
但如果我们一定要用某种特定长度的数据类型咋办 ？？
GNU C 扩展了 mode 属性声明，Linux 内核中运用的也极其广泛。
使用 mode 声明的变量，会固定长度。
使用示例:
• typedef int a __attribute__((mode(QI)));
• typedef unsigned int a __attribute__((mode(QI)));
QI 是 mode 的属性参数，代表 8 个字节。
- QI : 8 bits，int 类型
- HI : 16 bits，int 类型
- SI : 32 bits，int 类型
- DI : 64 bits，int 类型
- SF : 32 bits，float 类型
- DF : 64 bits，float 类型
#include
typedef int a8 __attribute__( (mode( QI ) ) );
typedef int a16 __attribute__( (mode( HI ) ) );
typedef int a32 __attribute__( (mode( SI ) ) );
typedef int a64 __attribute__( (mode( DI ) ) );
int main( )
{
a8 k;
printf("k = %d, a8 = %d\n", sizeof(k), sizeof(a8) );
return 0;
}
可变参数宏
俩种定义方法：
C99 ：
#define debug(fmt, ...) printf( fmt, __VA_ARGS__ )GNU C：
#define Debug(fmt, args...) printf( fmt, args )俩者的作用是一样的，都可以接受参数列表。
自己按照 printf() 函数的格式试一下，如 debug("%s", "hello")。
但俩者都不能传单个参数，如 debug("hello")，因为如果只有一个参数，那 宏里的 fmt 后面的逗号就当了参数的一部分，会导致语法错误，如 debug("hello") 经过宏展开变成了 printf("hello",) 。
使用 ## ，可消除后面的逗号。
C99 ：
#define debug(fmt, ...) printf( fmt, ##__VA_ARGS__ )GNU C：
#define Debug(fmt, args...) printf( fmt, args )Linux 内核中的可变参数宏：
扩展无返回值
noreturn : 为函数声明，无返回值。
使用示例:
- void func( int ) __attribute__((noreturn));
如果不加 __attribute__((noreturn)); ，运行 gcc -Wall 当前源文件.c
因为加了 -Wall , 所以会有警告信息。
现在加 __attribute__((noreturn)); 警告信息也不会有了。
扩展内建函数
内建，即编译器自带的，不需要引入头文件，如 int、main 、struct 都是内建的。
内建函数也是如此，函数是编译器自带的，不需要引入头文件，主要用于性能优化。
以下的 C 标准库函数，其实都是内建函数，不需要引入头文件即可使用。
内存相关函数:memcpy 、memset、memcmp
数学函数:log、cos、abs、exp、
字符串处理函数:strcat、 strcmp、strcpy 、 strlen
打印函数:printf、scanf、putchar、puts
条件是，加前缀 __builtin_。
如：__builtin_puts( )、__builtin_memcpy( )，有一些出于安全、性能方面考虑，参数个数和 C 标准库函数不太一样，因为 C 标准库函数的函数不安全，如 strcpy() 、memcpy( )、scanf( )、gets( )。
还有俩个特别有用的：
__builtin_return_address(LEVEL)
- 返回当前函数或调用者的返回地址
- 0 : 表示当前函数的返回地址
- 1 : 表示当前函数的调用者的返回地址
__builtin_frame_address(LEVEL)
- 返回函数的栈帧地址
- 0 : 表示当前函数
- 1 : 表示当前函数的调用者
内建函数：__builtin_constant_p()
__builtin_constant_p( n )：用来判断 变量n 是 变量 还是 常量。
内建函数：__builtin_expect()
__builtin_expect(表达式，n)：表示 表达式 的值为 n 的可能性很大，而这个函数的返回值就是表达式的值。
format
format 是一个用于变参函数的声明。
不了解 变参 吧，printf() 函数就是一个变参函数。
举个例子，现在我自己实现一个变参函数 print() ，功能是打印传进来的所有参数 。
函数原型：void print( ){ ... }
变参函数的原型：void print( int cnt , ...){ ... }
运行下面的代码，可以打印出 1 ~ n。
#include
// 功能是打印传进来的所有参数
int print( int cnt, ... )
{
int *args; // 这里应该写 char *args，但我编译器不支持
args = (char *)&cnt + 4; // 一般都是字符型，如果是 int * ，cnt + 1
for( int i = 0; i < cnt; i ++ )
printf("%d ", *args++);
}
int main( )
{
int n;
scanf("%d", &n);
print(n, 1, 2, 3, 4, 5);
return 0;
} 我在 TCC 上运行成功，GCC 不知道为什么出错了。
为了代码的通用性、可读性，一些地方要改为 C 定义好的 宏。
- 用 va_list 代替 char *；
- 用 va_start(args, cnt) 代替 args = (char *)&cnt + 4；
- args ++ 改为 args += 4；
另外，添加头文件 stdarg.h ，其余是一样的。
那 format(缩写 fmt) 是干嘛的，format 就是用来代替 cnt 的。
零长度数组
零长度数组，是说某个结构体里有一个长度为 零 的数组。
因为这个数组长度是 零，所以不占空间，只是表示一个地址而已啦。
typedef struct _a{
int len;
char a[0]; // 零长度数组
}a;使用 sizeof(a) 得到结构体的长度就是 4。
typedef struct _a{
int len;
char a[0]; // 如果使用 char *a，这样就占空间了
}a;
int main( )
{
__builtin_printf("%d\n", sizeof(a) );
a* A;
A = ( a* )__builtin_malloc ( sizeof( a ) + 10 );
A -> len = 20;
__builtin_printf("%d\n", sizeof(A) );
// 使用零长度数组
__builtin_strcpy( A->a, "hello, world!");
__builtin_puts( A->a );
free( A );
return 0;
}
零长度数组应用在 Linux内核 中，一般是 USB 驱动(linux/usb.h)。
鼠标、键盘传输的时候不需要，当视频同步传输时却需要，因此使用 char a[0] 代替 char *，因为 char a[0] 不用时，便不占用空间。
属性声明：__attribute__
__attribute__ 可以告诉编译器此 变量/函数 需要检查或优化。
属性声明：section
section 可以指定 变量/函数 的存储空间。
使用格式：
int a __attribute__((section(".data")));测试：
int a __attribute__((section(".data")));
int main( )
{
}- gcc 当前源文件
- readelf -S a.out，记住当前变量所在的位置如 26
- readelf -S a.out，查看 26 是处于什么区域
__init 宏
一些函数只想用于驱动，即就启动的时候用一下。
加了 __init 宏 后，启动后就会把这个函数释放的空间释放掉。
加了 __init 宏 的函数，就像一次性筷子，用一次就会扔掉。
Linux内核初始化函数
一般先由 section 把一次性函数指定到某个段(.init.text) ，再使用 __init 宏 即可让内核释放。
Linux内核通用链表
#ifndef _LINUX_LIST_H
#define _LINUX_LIST_H
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t)&((TYPE *)0)->MEMBER)
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
#define LIST_POISON1 ((void *) 0x00100100)
#define LIST_POISON2 ((void *) 0x00200200)
struct list_head {
struct list_head *next, *prev;
};
struct hlist_head {
struct hlist_node *first;
};
struct hlist_node {
struct hlist_node *next, **pprev;
};
#define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }
// 初始化·宏
#define LIST_HEAD(name) \
struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)
// 初始化·内联函数
static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)
{
list->next = list;
list->prev = list;
}
#ifndef CONFIG_DEBUG_LIST
// 添加节点·内联函数
static inline void __list_add(struct list_head *new,
struct list_head *prev,
struct list_head *next)
{
next->prev = new;
new->next = next;
new->prev = prev;
prev->next = new;
}
// 添加节点·宏
#else
extern void __list_add(struct list_head *new,
struct list_head *prev,
struct list_head *next);
#endif
// 头插，参数设计很为用户着想
static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)
{
__list_add(new, head, head->next);
}
// 尾插，参数设计很为用户着想
static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
{
__list_add(new, head->prev, head);
}
static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)
{
next->prev = prev;
prev->next = next;
}
#ifndef CONFIG_DEBUG_LIST
// 删除，参数设计很为用户着想
static inline void __list_del_entry(struct list_head *entry)
{
__list_del(entry->prev, entry->next);
}
static inline void list_del(struct list_head *entry)
{
__list_del(entry->prev, entry->next);
entry->next = LIST_POISON1; // 指向一个特殊的地址，如果操作也会出现段错误
entry->prev = LIST_POISON2; // 指向一个特殊的地址，如果操作也会出现段错误
}
#else
extern void __list_del_entry(struct list_head *entry);
extern void list_del(struct list_head *entry);
#endif
static inline void list_replace(struct list_head *old,
struct list_head *new)
{
new->next = old->next;
new->next->prev = new;
new->prev = old->prev;
new->prev->next = new;
}
static inline void list_replace_init(struct list_head *old,
struct list_head *new)
{
list_replace(old, new);
INIT_LIST_HEAD(old);
}
/**
* list_del_init - deletes entry from list and reinitialize it.
* @entry: the element to delete from the list.
*/
static inline void list_del_init(struct list_head *entry)
{
__list_del_entry(entry);
INIT_LIST_HEAD(entry);
}
/**
* list_move - delete from one list and add as another's head
* @list: the entry to move
* @head: the head that will precede our entry
*/
static inline void list_move(struct list_head *list, struct list_head *head)
{
__list_del_entry(list);
list_add(list, head);
}
/**
* list_move_tail - delete from one list and add as another's tail
* @list: the entry to move
* @head: the head that will follow our entry
*/
static inline void list_move_tail(struct list_head *list,
struct list_head *head)
{
__list_del_entry(list);
list_add_tail(list, head);
}
/**
* list_is_last - tests whether @list is the last entry in list @head
* @list: the entry to test
* @head: the head of the list
*/
static inline int list_is_last(const struct list_head *list,
const struct list_head *head)
{
return list->next == head;
}
/**
* list_empty - tests whether a list is empty
* @head: the list to test.
*/
static inline int list_empty(const struct list_head *head)
{
return head->next == head;
}
/**
* list_empty_careful - tests whether a list is empty and not being modified
* @head: the list to test
*
* Description:
* tests whether a list is empty _and_ checks that no other CPU might be
* in the process of modifying either member (next or prev)
*
* NOTE: using list_empty_careful() without synchronization
* can only be safe if the only activity that can happen
* to the list entry is list_del_init(). Eg. it cannot be used
* if another CPU could re-list_add() it.
*/
static inline int list_empty_careful(const struct list_head *head)
{
struct list_head *next = head->next;
return (next == head) && (next == head->prev);
}
/**
* list_rotate_left - rotate the list to the left
* @head: the head of the list
*/
static inline void list_rotate_left(struct list_head *head)
{
struct list_head *first;
if (!list_empty(head)) {
first = head->next;
list_move_tail(first, head);
}
}
/**
* list_is_singular - tests whether a list has just one entry.
* @head: the list to test.
*/
static inline int list_is_singular(const struct list_head *head)
{
return !list_empty(head) && (head->next == head->prev);
}
static inline void __list_cut_position(struct list_head *list,
struct list_head *head, struct list_head *entry)
{
struct list_head *new_first = entry->next;
list->next = head->next;
list->next->prev = list;
list->prev = entry;
entry->next = list;
head->next = new_first;
new_first->prev = head;
}
/**
* list_cut_position - cut a list into two
* @list: a new list to add all removed entries
* @head: a list with entries
* @entry: an entry within head, could be the head itself
* and if so we won't cut the list
*
* This helper moves the initial part of @head, up to and
* including @entry, from @head to @list. You should
* pass on @entry an element you know is on @head. @list
* should be an empty list or a list you do not care about
* losing its data.
*
*/
static inline void list_cut_position(struct list_head *list,
struct list_head *head, struct list_head *entry)
{
if (list_empty(head))
return;
if (list_is_singular(head) &&
(head->next != entry && head != entry))
return;
if (entry == head)
INIT_LIST_HEAD(list);
else
__list_cut_position(list, head, entry);
}
static inline void __list_splice(const struct list_head *list,
struct list_head *prev,
struct list_head *next)
{
struct list_head *first = list->next;
struct list_head *last = list->prev;
first->prev = prev;
prev->next = first;
last->next = next;
next->prev = last;
}
/**
* list_splice - join two lists, this is designed for stacks
* @list: the new list to add.
* @head: the place to add it in the first list.
*/
static inline void list_splice(const struct list_head *list,
struct list_head *head)
{
if (!list_empty(list))
__list_splice(list, head, head->next);
}
/**
* list_splice_tail - join two lists, each list being a queue
* @list: the new list to add.
* @head: the place to add it in the first list.
*/
static inline void list_splice_tail(struct list_head *list,
struct list_head *head)
{
if (!list_empty(list))
__list_splice(list, head->prev, head);
}
/**
* list_splice_init - join two lists and reinitialise the emptied list.
* @list: the new list to add.
* @head: the place to add it in the first list.
*
* The list at @list is reinitialised
*/
static inline void list_splice_init(struct list_head *list,
struct list_head *head)
{
if (!list_empty(list)) {
__list_splice(list, head, head->next);
INIT_LIST_HEAD(list);
}
}
/**
* list_splice_tail_init - join two lists and reinitialise the emptied list
* @list: the new list to add.
* @head: the place to add it in the first list.
*
* Each of the lists is a queue.
* The list at @list is reinitialised
*/
static inline void list_splice_tail_init(struct list_head *list,
struct list_head *head)
{
if (!list_empty(list)) {
__list_splice(list, head->prev, head);
INIT_LIST_HEAD(list);
}
}
/**
* list_entry - get the struct for this entry
* @ptr: the &struct list_head pointer.
* @type: the type of the struct this is embedded in.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*/
#define list_entry(ptr, type, member) \
container_of(ptr, type, member)
/**
* list_first_entry - get the first element from a list
* @ptr: the list head to take the element from.
* @type: the type of the struct this is embedded in.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Note, that list is expected to be not empty.
*/
#define list_first_entry(ptr, type, member) \
list_entry((ptr)->next, type, member)
/**
* list_last_entry - get the last element from a list
* @ptr: the list head to take the element from.
* @type: the type of the struct this is embedded in.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Note, that list is expected to be not empty.
*/
#define list_last_entry(ptr, type, member) \
list_entry((ptr)->prev, type, member)
/**
* list_first_entry_or_null - get the first element from a list
* @ptr: the list head to take the element from.
* @type: the type of the struct this is embedded in.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Note that if the list is empty, it returns NULL.
*/
#define list_first_entry_or_null(ptr, type, member) \
(!list_empty(ptr) ? list_first_entry(ptr, type, member) : NULL)
/**
* list_next_entry - get the next element in list
* @pos: the type * to cursor
* @member: the name of the list_head within the struct.
*/
#define list_next_entry(pos, member) \
list_entry((pos)->member.next, typeof(*(pos)), member)
/**
* list_prev_entry - get the prev element in list
* @pos: the type * to cursor
* @member: the name of the list_head within the struct.
*/
#define list_prev_entry(pos, member) \
list_entry((pos)->member.prev, typeof(*(pos)), member)
/**
* list_for_each - iterate over a list
* @pos: the &struct list_head to use as a loop cursor.
* @head: the head for your list.
*/
#define list_for_each(pos, head) \
for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)
/**
* list_for_each_prev - iterate over a list backwards
* @pos: the &struct list_head to use as a loop cursor.
* @head: the head for your list.
*/
#define list_for_each_prev(pos, head) \
for (pos = (head)->prev; pos != (head); pos = pos->prev)
/**
* list_for_each_safe - iterate over a list safe against removal of list entry
* @pos: the &struct list_head to use as a loop cursor.
* @n: another &struct list_head to use as temporary storage
* @head: the head for your list.
*/
#define list_for_each_safe(pos, n, head) \
for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \
pos = n, n = pos->next)
/**
* list_for_each_prev_safe - iterate over a list backwards safe against removal of list entry
* @pos: the &struct list_head to use as a loop cursor.
* @n: another &struct list_head to use as temporary storage
* @head: the head for your list.
*/
#define list_for_each_prev_safe(pos, n, head) \
for (pos = (head)->prev, n = pos->prev; \
pos != (head); \
pos = n, n = pos->prev)
/**
* list_for_each_entry - iterate over list of given type
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*/
#define list_for_each_entry(pos, head, member) \
for (pos = list_first_entry(head, typeof(*pos), member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_next_entry(pos, member))
/**
* list_for_each_entry_reverse - iterate backwards over list of given type.
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*/
#define list_for_each_entry_reverse(pos, head, member) \
for (pos = list_last_entry(head, typeof(*pos), member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_prev_entry(pos, member))
/**
* list_prepare_entry - prepare a pos entry for use in list_for_each_entry_continue()
* @pos: the type * to use as a start point
* @head: the head of the list
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Prepares a pos entry for use as a start point in list_for_each_entry_continue().
*/
#define list_prepare_entry(pos, head, member) \
((pos) ? : list_entry(head, typeof(*pos), member))
/**
* list_for_each_entry_continue - continue iteration over list of given type
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Continue to iterate over list of given type, continuing after
* the current position.
*/
#define list_for_each_entry_continue(pos, head, member) \
for (pos = list_next_entry(pos, member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_next_entry(pos, member))
/**
* list_for_each_entry_continue_reverse - iterate backwards from the given point
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Start to iterate over list of given type backwards, continuing after
* the current position.
*/
#define list_for_each_entry_continue_reverse(pos, head, member) \
for (pos = list_prev_entry(pos, member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_prev_entry(pos, member))
/**
* list_for_each_entry_from - iterate over list of given type from the current point
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Iterate over list of given type, continuing from current position.
*/
#define list_for_each_entry_from(pos, head, member) \
for (; &pos->member != (head); \
pos = list_next_entry(pos, member))
/**
* list_for_each_entry_safe - iterate over list of given type safe against removal of list entry
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @n: another type * to use as temporary storage
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*/
#define list_for_each_entry_safe(pos, n, head, member) \
for (pos = list_first_entry(head, typeof(*pos), member), \
n = list_next_entry(pos, member); \
&pos->member != (head); \
pos = n, n = list_next_entry(n, member))
/**
* list_for_each_entry_safe_continue - continue list iteration safe against removal
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @n: another type * to use as temporary storage
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Iterate over list of given type, continuing after current point,
* safe against removal of list entry.
*/
#define list_for_each_entry_safe_continue(pos, n, head, member) \
for (pos = list_next_entry(pos, member), \
n = list_next_entry(pos, member); \
&pos->member != (head); \
pos = n, n = list_next_entry(n, member))
/**
* list_for_each_entry_safe_from - iterate over list from current point safe against removal
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @n: another type * to use as temporary storage
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Iterate over list of given type from current point, safe against
* removal of list entry.
*/
#define list_for_each_entry_safe_from(pos, n, head, member) \
for (n = list_next_entry(pos, member); \
&pos->member != (head); \
pos = n, n = list_next_entry(n, member))
/**
* list_for_each_entry_safe_reverse - iterate backwards over list safe against removal
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @n: another type * to use as temporary storage
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* Iterate backwards over list of given type, safe against removal
* of list entry.
*/
#define list_for_each_entry_safe_reverse(pos, n, head, member) \
for (pos = list_last_entry(head, typeof(*pos), member), \
n = list_prev_entry(pos, member); \
&pos->member != (head); \
pos = n, n = list_prev_entry(n, member))
/**
* list_safe_reset_next - reset a stale list_for_each_entry_safe loop
* @pos: the loop cursor used in the list_for_each_entry_safe loop
* @n: temporary storage used in list_for_each_entry_safe
* @member: the name of the list_head within the struct.
*
* list_safe_reset_next is not safe to use in general if the list may be
* modified concurrently (eg. the lock is dropped in the loop body). An
* exception to this is if the cursor element (pos) is pinned in the list,
* and list_safe_reset_next is called after re-taking the lock and before
* completing the current iteration of the loop body.
*/
#define list_safe_reset_next(pos, n, member) \
n = list_next_entry(pos, member)
/*
* Double linked lists with a single pointer list head.
* Mostly useful for hash tables where the two pointer list head is
* too wasteful.
* You lose the ability to access the tail in O(1).
*/
#define HLIST_HEAD_INIT { .first = NULL }
#define HLIST_HEAD(name) struct hlist_head name = { .first = NULL }
#define INIT_HLIST_HEAD(ptr) ((ptr)->first = NULL)
static inline void INIT_HLIST_NODE(struct hlist_node *h)
{
h->next = NULL;
h->pprev = NULL;
}
static inline int hlist_unhashed(const struct hlist_node *h)
{
return !h->pprev;
}
static inline int hlist_empty(const struct hlist_head *h)
{
return !h->first;
}
static inline void __hlist_del(struct hlist_node *n)
{
struct hlist_node *next = n->next;
struct hlist_node **pprev = n->pprev;
// WRITE_ONCE(*pprev, next);
if (next)
next->pprev = pprev;
}
static inline void hlist_del(struct hlist_node *n)
{
__hlist_del(n);
n->next = LIST_POISON1;
n->pprev = LIST_POISON2;
}
static inline void hlist_del_init(struct hlist_node *n)
{
if (!hlist_unhashed(n)) {
__hlist_del(n);
INIT_HLIST_NODE(n);
}
}
static inline void hlist_add_head(struct hlist_node *n, struct hlist_head *h)
{
struct hlist_node *first = h->first;
n->next = first;
if (first)
first->pprev = &n->next;
h->first = n;
n->pprev = &h->first;
}
/* next must be != NULL */
static inline void hlist_add_before(struct hlist_node *n,
struct hlist_node *next)
{
n->pprev = next->pprev;
n->next = next;
next->pprev = &n->next;
*(n->pprev) = n;
}
static inline void hlist_add_behind(struct hlist_node *n,
struct hlist_node *prev)
{
n->next = prev->next;
prev->next = n;
n->pprev = &prev->next;
if (n->next)
n->next->pprev = &n->next;
}
/* after that we'll appear to be on some hlist and hlist_del will work */
static inline void hlist_add_fake(struct hlist_node *n)
{
n->pprev = &n->next;
}
//static inline bool hlist_fake(struct hlist_node *h)
//{
// return h->pprev == &h->next;
//}
/*
* Move a list from one list head to another. Fixup the pprev
* reference of the first entry if it exists.
*/
static inline void hlist_move_list(struct hlist_head *old,
struct hlist_head *new)
{
new->first = old->first;
if (new->first)
new->first->pprev = &new->first;
old->first = NULL;
}
#define hlist_entry(ptr, type, member) container_of(ptr,type,member)
#define hlist_for_each(pos, head) \
for (pos = (head)->first; pos ; pos = pos->next)
#define hlist_for_each_safe(pos, n, head) \
for (pos = (head)->first; pos && ({ n = pos->next; 1; }); \
pos = n)
#define hlist_entry_safe(ptr, type, member) \
({ typeof(ptr) ____ptr = (ptr); \
____ptr ? hlist_entry(____ptr, type, member) : NULL; \
})
/**
* hlist_for_each_entry - iterate over list of given type
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the hlist_node within the struct.
*/
#define hlist_for_each_entry(pos, head, member) \
for (pos = hlist_entry_safe((head)->first, typeof(*(pos)), member);\
pos; \
pos = hlist_entry_safe((pos)->member.next, typeof(*(pos)), member))
/**
* hlist_for_each_entry_continue - iterate over a hlist continuing after current point
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @member: the name of the hlist_node within the struct.
*/
#define hlist_for_each_entry_continue(pos, member) \
for (pos = hlist_entry_safe((pos)->member.next, typeof(*(pos)), member);\
pos; \
pos = hlist_entry_safe((pos)->member.next, typeof(*(pos)), member))
/**
* hlist_for_each_entry_from - iterate over a hlist continuing from current point
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @member: the name of the hlist_node within the struct.
*/
#define hlist_for_each_entry_from(pos, member) \
for (; pos; \
pos = hlist_entry_safe((pos)->member.next, typeof(*(pos)), member))
/**
* hlist_for_each_entry_safe - iterate over list of given type safe against removal of list entry
* @pos: the type * to use as a loop cursor.
* @n: another &struct hlist_node to use as temporary storage
* @head: the head for your list.
* @member: the name of the hlist_node within the struct.
*/
#define hlist_for_each_entry_safe(pos, n, head, member) \
for (pos = hlist_entry_safe((head)->first, typeof(*pos), member);\
pos && ({ n = pos->member.next; 1; }); \
pos = hlist_entry_safe(n, typeof(*pos), member))
#endif
调用示范：
#include
#include
#include"list.h"
struct device{
int num;
struct list_head node;
};
int main(void)
{
struct device *p;
struct device head;
struct list_head *pos,*q;
INIT_LIST_HEAD(&head.node);
for(int i=0;i<5;i++){
p = (struct device*)malloc(sizeof(struct device));
printf("input device num:");
scanf("%d",&p->num);
list_add(&(p->node),&(head.node));
}
puts("list_for_each:");
list_for_each(pos,&(head.node)){
p = list_entry(pos,struct device, node);
printf("num = %d\n",p->num);
}
//delete
list_for_each_safe(pos,q,&head.node){
p = list_entry(pos,struct device,node);
printf("freeing node: num = %d\n",p->num);
list_del(pos);
free(p);
}
return 0;
}
【更新ing...】