linux內核中的宏ffs(x)

• 2020 年 1 月 31 日
• 筆記

linux內核中ffs(x)宏是平台相關的宏,在arm平台,該宏定義在

arch/arm/include/asm/bitops.h

#define ffs(x) ({ unsigned long __t = (x); fls(__t & -__t); })

static inline int fls(int x)  {      int ret;        if (__builtin_constant_p(x))             return constant_fls(x);        asm("clzt%0, %1" : "=r" (ret) : "r" (x) : "cc");             ret = 32 - ret;      return ret;  }

__t & -__t 等於找到__t 第一個為1的位(從低位開始),並把該位保留為1其餘位清0.

例如 一32位整形數 6,用二進位表示它的低8位:00000110, 都知道負數為最高為1其餘位取反加1.-6即 11111010

相與得 00000010,即6&-6. 把該值傳遞給函數fls().

再看fls函數.

if (__builtin_constant_p(x)) return constant_fls(x);

__builtin_constant_p 是Gcc的內建函數 ，用於判斷一個值是否為編譯時常數，如果參數的值是常數，函數返回 1，否則返回 0。

如果是常數就用下面函數計算00000010中1的位置

static inline int constant_fls(int x)  {      int r = 32;        if (!x)          return 0;      if (!(x & 0xffff0000u)) {          x <<= 16;          r -= 16;      }      if (!(x & 0xff000000u)) {          x <<= 8;          r -= 8;      }      if (!(x & 0xf0000000u)) {          x <<= 4;          r -= 4;      }      if (!(x & 0xc0000000u)) {          x <<= 2;          r -= 2;      }      if (!(x & 0x80000000u)) {          x <<= 1;          r -= 1;      }      return r;  }

演算法就是折半法,這個函數計算的是從高位起第一個1位的位置.00000010, r=2. 由於__t&-__t只有一個1,所以就是找到該1的位置.

如果輸入參數是00001010 那麼 r=4.

如果參數是變數,直接使用arm指令運算.

執行 asm("clzt%0, %1" : "=r" (ret) : "r" (x) : "cc"); ret = 32 – ret; CLZ(Count Leading Zeros)指令對Rm中值的高位（leading zeros）個數進行計數，結果放到Rd中。若源暫存器全為0，則結果為32。若[31]為1，則結果為0。

clz指令計算高位0的個數, 然後拿32-ret 算出1的位置.

所以,ffs(x)這個宏的值就是x的第一個1的位置(從低位開始,數值從1開始,0代表x全0).

另外,該文件中還有很多linux關於位操作的函數,可以作為自己寫應用程式時的有用參考.