内核中的位图介绍(DECLARE_BITMAP宏)

Posted 2022-05-20 正在起飞的蜗牛

1、DECLARE_BITMAP宏定义

#define	DIV_ROUND_UP(x,y)	(((x) + ((y) - 1)) / (y))	//向上取整

#define BITS_TO_LONGS(nr)	DIV_ROUND_UP(nr, BITS_PER_BYTE * sizeof(long))

#define DECLARE_BITMAP(name,bits) unsigned long name[BITS_TO_LONGS(bits)]

(1)位图:用每一个bit来表示一个含义。比如你需要标记32个资源的占用情况，可以用一个int型变量(刚好32bit)来标记，bit位为0代表资源空闲，bit为1表示资源被占用，你通过位运算检查每个bit的值就知道对应资源的占用情况。
(2)宏的定义是用来定义一个位图变量，本质就是一个unsigned long类型的数组。比如你要标记38个资源，但是一个unsigned long类型变量只有32bit，所以就要定义2个unsigned long类型变量(总共有64bit)，但是实际只用到38bit；
(3)宏的参数：name是变量名，bits是位图有多少个位，就是需要多少个bit；

2、宏展开分析

#宏定义
#define DYNAMIC_MINORS 64 
DECLARE_BITMAP(misc_minors, DYNAMIC_MINORS);

#宏展开分析
unsigned long misc_minors[BITS_TO_LONGS(64)]
	unsigned long misc_minors[BITS_TO_LONGS(64)]
		unsigned long misc_minors[DIV_ROUND_UP(64, 8 * sizeof(long))]
			unsigned long misc_minors[(((64) + ((32) - 1)) / (32))]
				unsigned long misc_minors[2]
#宏展开最终
unsigned long misc_minors[2];

(1)定义了unsigned long类型的数组，数组名是misc_minors，有2个成员变量；
(2)DECLARE_BITMAP宏会向上取整。这里位图大小是64，两个unsigned long变量刚好是64bit，如果位图大小是65，则数组会定义3个unsigned long类型成员，3个unsigned long类型变量总共96bit，但是实际只用到65bit。

3、find_first_zero_bit宏 和 set_bit宏

#ifndef __ARMEB__

//小端
#define set_bit(nr,p)			ATOMIC_BITOP_LE(set_bit,nr,p)
#define find_first_zero_bit(p,sz)	_find_first_zero_bit_le(p,sz)

#else

//大端
#define set_bit(nr,p)			ATOMIC_BITOP_BE(set_bit,nr,p)
#define find_first_zero_bit(p,sz)	_find_first_zero_bit_be(p,sz)

#endif

(1)find_first_zero_bit宏：返回位图中第一个值为0的bit的下标，也就是没有被占用的；
(2)set_bit宏：将位图中的某个位置为1，表示被占用；
(3)具体应用：参考博客《misc驱动框架》；