Linux中ALIGN巨集的原理

2021-05-18 01:43:54 字數 1675 閱讀 8452

1. 引子

int a;  

int size = 8;

如果讓a為(size =8)的整數倍表示成二進位制應是什麼樣子呢?那就是讓這個數表示成二進位制時的最後三位為0.

而要達到這一目標,只要下面這個數與它進行與運算就可以了:

11111111 11111111 11111111 11111000  

而上面這個數實際下就是 ~ (size - 1),可以將該數稱為size的對齊掩碼size_mask.  

可這樣做求出的是比a小的那個最大的8的倍數. 如果要求出比a大的是不是需要加上8就可以了?

可是如果a本身就是8的倍數, 這樣加8不就錯了嗎, 所以在a基礎上加上 size - 1, 然後與size的對齊掩碼進行與運算.

這樣, 我們可以定義下面的巨集, 用於計算乙個數a以size為倍數的前後兩個值:

#define alignment_down(a, size) (a & (~(size-1)) )

#define alignment_up(a, size) ((a+size-1) & (~ (size-1)))

例如:

a=0, size=8,  則alignment_down(a,size)=0, alignment_up(a,size)=0.

a=6, size=8,  則alignment_down(a,size)=0, alignment_up(a,size)=8.

a=8, size=8,  則alignment_down(a,size)=8, alignment_up(a,size)=8.

a=14, size=8, 則alignment_down(a,size)=8, alignment_up(a,size)=16.

注意:size應當為2的n次方, 即2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 1024, 2048, 4096.....

2. 在linux中的應用

上面的計算方法在linux等**中也常常可以看到,下面給出幾個例子.

例1:當分配位址addr時, 要將該位址以size為倍數對齊, 而且要得到是比addr大的值, 則使用_align巨集:

/* align addr on a size boundary - adjust address up if needed -- cort */

#define _align(addr,size)   (((addr)+(size)-1)&(~((size)-1)))

例2:與頁面對齊相關的巨集

#define page_size               4096

#define page_mask               (~(page_size-1))

/* to align the pointer to the (next) page boundary */

#define page_align(addr)        (((addr)+page_size-1) & page_mask)

例3:與skb分配時對齊相關的巨集

#define skb_data_align(x)   (((x) + (smp_cache_bytes - 1)) & ~(smp_cache_bytes - 1))

struct sk_buff *__alloc_skb(unsigned int size, gfp_t gfp_mask, int fclone)

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