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Linux内核中是怎么实现min和max函数

Linux内核代码有很多很经典的代码,仔细去看看,可以学到很多知识。今天说说Linux是怎么实现min和max的。max和min函数都是比较常用的,可以用函数,或者利用宏去实现,一般我们会这样去写:

#define min(x,y) ((x)>(y)?(y):(x))
#define max(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))

但是上面的写法是有副作用的。比如输入

minval = min(x++, y);

替换宏之后,代码变成

minval = ((x++)>(y)?(y):(x++))

可以看出,如果x是最小值,那么它加了两次,很明显是不对的。现在看看Linux内核是怎么实现min和max宏的。

/*
 * min()/max() macros that also do
 * strict type-checking.. See the
 * "unnecessary" pointer comparison.
 */
 #define min(x, y) ({                            \
         typeof(x) _min1 = (x);                  \
         typeof(y) _min2 = (y);                  \
         (void) (&_min1 == &_min2);              \
         _min1 < _min2 ? _min1 : _min2; })
 
 #define max(x, y) ({                            \
         typeof(x) _max1 = (x);                  \
         typeof(y) _max2 = (y);                  \
         (void) (&_max1 == &_max2);              \
         _max1 > _max2 ? _max1 : _max2; })
 
 #define min3(x, y, z) ({                        \
         typeof(x) _min1 = (x);                  \
         typeof(y) _min2 = (y);                  \
         typeof(z) _min3 = (z);                  \
         (void) (&_min1 == &_min2);              \
         (void) (&_min1 == &_min3);              \
         _min1 < _min2 ? (_min1 < _min3 ? _min1 : _min3) : \
                 (_min2 < _min3 ? _min2 : _min3); })
 
 #define max3(x, y, z) ({                        \
         typeof(x) _max1 = (x);                  \
         typeof(y) _max2 = (y);                  \
         typeof(z) _max3 = (z);                  \
         (void) (&_max1 == &_max2);              \
         (void) (&_max1 == &_max3);              \
         _max1 > _max2 ? (_max1 > _max3 ? _max1 : _max3) : \
                 (_max2 > _max3 ? _max2 : _max3); })

里面有很多东西都没见过,但是它能解决传统的min/max宏带来的副作用。下面来一一说一下上面宏的含义:

  1. typeof(xxx)含义。
    typeof(xxx)的含义是用来获取xxx的类型,比如上面的

    typeof(x) _min1 = (x);
    

    typeof(x)是获得x的类型,上面的含义相当于

    int _min1 = (x);
    
  2. ({XXXX})含义。
    ({XXXX})类似与C中的逗号表达式,XXXX可以包含有多条语句(可以是变量定义、复杂的控制语句),该表达式的值为XXXX中的最后一条语句的值。比如下面

    #include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    int main(){
        int lastValue = 0;
    	lastValue = ({
        	int x = 1, y = 10;
        	for(int i = 1; i <= y; i++){
        		x *= i;
    	    }
    	    x;
        });
    
        cout << lastValue << endl;
        return 0;
    }
    

    结果是10的阶乘值。

结合了type和({})可以很好的消除宏的副作用。比如上面的

minval = min(x++, y);

如果代入了Linux内核中的min宏,扩展之后会变成:

minval = ({                            \
         typeof(x) _min1 = (x++);                  \
         typeof(y) _min2 = (y);                  \
         (void) (&_min1 == &_min2);              \
         _min1 < _min2 ? _min1 : _min2; })

可以看到,x只被加了一次,如果x是最小值,结果是正确的。

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本文链接: 【Linux内核中是怎么实现min和max函数】(https://www.iteblog.com/archives/237.html)
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