linux kernel(内核）代码理解 几个记录（属性、内联汇编、__builtin()、 likely（）等）

本文主要是介绍linux kernel(内核）代码理解 几个记录（属性、内联汇编、__builtin()、 likely（）等），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

1. GNU汇编器采用了AT&T语法，和流行的Intel/Microsoft语法形势存在差异（主要是元寄存器和目标寄存器的排列不同）。 AT&T汇编语法总结：

    a）寄存器通过在名称前加%引用，比如为使用eax寄存器，汇编代码中讲使用 %eax（说明：在C源代码中需使用2个%表示，即%%eax）.

    b)  源寄存器总是在目标寄存器之前指定。比如 mov a， b表示将寄存器a的值复制到寄存器b， movl $5, %edx；将5存入edx。//对应Intel语法为 mov b, a，比如mov eax， 0x0；

    c）操作数的长度有汇编语句的后缀指定，b代表byte，l--long，w--word， 为在IA-32系统上讲一个长整数从eax寄存器移动到ebx寄存器，需要： movl %eax，%ebx。

    d）指针反引用需要将寄存器包含在括号中。例如 movl （%eax）， %ebx 表示将寄存器eax的值指定的内存地震中的长整数值复制到寄存器ebx。//对应intel语法:  mov DWORD PTR [ebp-4], 0x3。将3存入ebp-4对应值的地址中去

    e）offset（register）指定寄存器值与一个偏移量联用，将偏移量加到寄存器的实际值上。例如 8（%eax）指定将eax+8作为一个操作数。

2、内联汇编

     GCC借助专门的语句，将简短的汇编语言代码片段插入到C代码中，编译器来承担联合代码生成的工作。

     asm语句用于指定汇编代码和所用的寄存器（也可以使用__asm__关键字），语法如下：

     asm("Assembler code";

                  : Output operand specification

                  : Input operand specification

                  : Modified registers. 即临时的工作寄存器

      )；

     如下代码实现b=a的功能（不一定性能最优，仅做举例说明用）：

      int move() {

         int a = 5;

         int b;

         asm  ("movl %1, %%eax;   /*%1 表示输入寄存器*/

                    movl %%eax, %0;"   /*%0 表示输入寄存器*/

                    : "=r" (b)  /*输出寄存器， =表示只写即丢弃前一个值直接替换为操作的输出值；+表示操作数是读写的； r表示寄存器，m表示内存地址*/

                    : "r" (a) /*输入寄存器*/

                    : "%eax"); /*临时工作寄存器*/

           printf("b: %u\n", b);

       }

      上述内联汇编代码使用了一个输入寄存器，一个输出寄存器和一个临时寄存器。%0， %1表示由编译器指定寄存器，代码不关心具体名字。

3、__builtin函数

     __builtin函数向编译器提供了其他选项，可以执行C语言常规能力范围之外的操作，又不比借助于内联汇编。常用的比如：

     __builtin_expect(long exp, long c)帮助编译器优化分支预测。exp指定一个将计算的表达式的结果值，而c返回预期结果（0或1）。

     比如如下代码 预期条件表达式在大多数情况下值为1，那么可用__builtin_expect优化性能：

     if( __builtin_expect(expression, 1)) {

         ... /*编译器通过预先计算该分支，来影响处理器的分支预测*/

     } else {

     ...

    }

    内核定义了一下两个宏，来标识代码中很可能和不太可能的分支：

    <complier.h>

    #define likely(x)      __builtin_expect( !!(x), 1)

    #define unlikely(x)  __builtin_expect( !!(x), 0)

    这里使用双重否定!!符号是为了：

    a）使得宏可以用于隐式转换为真值的指针；

    b）大于0的真值标准化为1，这是__builtin_expect所预期的值。

    代码示例（mm/slab.c）

    if (likely(ac-avail < ac->limit)) { ...} else { }  /*x 可以为运算表达式*/

4. container_or()

    如果结构A包含一个子结构B，则A称之为B的一个容器，例如：

    struct A {

       ...

         struct B {

         }element;

       ...

    } container;

   查找元素的容器对象实例(kernel.h)：

   #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE*) 0)->MEMBER)  /*将空指针0转换为一个TYPE*的指针，成员地址即偏移量*/

   struct test {                                                         |   struct test {

     int a,b;                                                              |     struct list_head *f_list;

     struct list_head *f_list;                                      |      int a,b,c;

     int c;                                                                 |   } b;

    } a;                                                                       |

   offsetof(struct test, f_list) ==>值为8                  |   offsetof(struct test, f_list) ==>值为0

   /* container_of  从结构的成员来获得包含成员的结构实例

    * @ptr：            指向成员数据的指针

    * @type：         所嵌入到的容器结构的类型

    * @member：  成员在结构内的名称

    */

    #define container_of(ptr, type, member)   ( {               \

                 const typeof( ((type*) 0)->member) *__mptr = (ptr);  \

                 (type*) ( (char*) __mptr - offsetof(type, member) ); } )      /*为确保指针计算是按字节执行的，先将_mptr转为为char* 指针，计算完成后的赋值操作中再转回原来的数据类型*/

    比如 container_of(&a.f_list, struct test, f_list).  

5、LXR(本部分还未验证）

     LXR是一个交叉引用工具，可用于分析内核源代码并生成一个HTML形式的超文本表示，供浏览器查看。

     为在本地使用LXR，需要一个浏览器和一个WEB服务器，最好是apache，为随机字符串搜索，还需要glimpse搜索引擎。

     git库: git://lxr.linux.no/git/lxrng.git.     

     DDD data display debugger, 图形化gdb

     用户模式linux， User-Mode-Linux), 内核在linux系统上以一个用户空间进程的形式运行，方便调试。

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