Tips of Linux C programming

转自http://rdc.taobao.com/blog/cs/?p=1675

 

1. 优雅地使用链表

        链表是编程中经常要用到的数据结构,结构体描述时分为数据域和指针域,本没有什么好讲。但有没有想过教科书上的这种方式有什么问题?通过这种方式定义和使用链表,对于不同的链表类型,都要定义各自的链表结构,繁琐的很。linux kernel中链表的用法才应该是教科书中出现的。
        基本思想:在Linux内核链表中,不是在链表结构中包含数据,而是在数据结构中包含链表节点。
1) 链表定义:
struct list_head {
struct list_head *next, *prev;
};
#define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }

2) 链表使用者定义:

struct user_t {
data domain;
struct list_head node;
};
struct list_head g_user_list = LIST_HEAD_INIT(g_user_list);
3) 通过node定位user_t:
#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)); })
struct user_t* next = container_of(&(g_user_list.next->node), struct user_t, node);

这里用到了container_of,container_of又用到了offsetof。offsetof是通过将结构体起始地址强制对齐到0来计算出node和起始地址的偏移offset;而container_of在node地址基础上减去offset得到user_t结构体的地址并返回user_t。

2. 高效地分支判断
        写程序不可避免的需要使用if/else,如何高效地进行分支判断呢?使用likely/unlikely。
#define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1)
#define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)
long __builtin_expect (long EXP, long C)
        __builtin_expect是一个GCC内置的函数,语义是表示EXP == C,返回值是表达式的值。这两个宏定义是为了提示编译器正确地进行分支判断的优化。
        优化的原理是:通过调整生成汇编代码的顺序,将经常发生的分支代码放在cmp指令之后顺序执行,将不经常发生的分支代码通过jump指令跳过去,从而降低jump指令清空处理器流水线的影响。
3. 汇编实现的原子操作
__asm__ __volatile__(
" lock ;n"
" addl %1,%0 ;n"
: "=m" (my_var) //output
: "ir" (my_int), "m" (my_var) //input
: //modify /* no clobber-list */
);
        这条汇编表示给my_var原子加my_int,lock前缀就是用来保证原子性的。
        Intel CPU有3种保证原子性的方式,lock前缀是其中之一,原理是通过锁总线来阻止其它处理器操作相应的地址。
4. 0长度数组
        定义数组时,长度必须是一个编译时确定的值,如果想使用运行时的值来确定数组的长度,可以使用0长度数组。
struct line {
int length;
char contents[0];
};
struct line *thisline = (struct line *)malloc (sizeof (struct line) + this_length);
thisline->length = this_length;

只有GNU C才支持的特性,对于定义不确定长度的数组非常有用。

5. 三目运算的另类表达
        GNU 允许C 语言省略条件表达式中的表达式2省略, 此时表示表达式2与表达式1相同.例如
a = x ? : y;
等价于
a = x ? x : y;
但是如果 x 是一个表达式, 仅求值一次.
        也来分享一下你正在使用的tips吧!
参考文章:
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/l-chain/index.html
http://kernelnewbies.org/FAQ/LikelyUnlikely
http://www.ibiblio.org/gferg/ldp/GCC-Inline-Assembly-HOWTO.html
http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9D%A1%E4%BB%B6%E8%BF%90%E7%AE%97%E7%AC%A6

posted on 2013-04-09 11:53  Safe3  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏

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