《Linux设备驱动程序》第十一章 内核的数据类型读书笔记

• 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)