C语言中的typedef简介

type简介

在C语言中，typedef 是用于为现有的数据类型定义一个新的类型名称的关键字。它的作用是为类型取一个别名，使代码更简洁、更易于理解。

基本语法

typedef 原始类型 新类型名;

示例

为 int 类型定义一个别名：

typedef int INTEGER; 
INTEGER a = 10; // 这里的 a 实际上是 int 类型的变量

为结构体定义别名：

struct Point {int x;int y;
};typedef struct Point POINT;POINT p1;  // 现在可以直接用 POINT 来声明结构体变量

`typedef` 的用途

简化复杂类型定义：当类型非常复杂时，可以用 typedef 提供简洁的别名。
提高代码可读性：通过为数据类型起一个具备语义的名字，代码可读性更高。
便于移植：通过使用 typedef，可以在需要修改类型时只修改一处代码。

总结来说，typedef 提供了一种方法来使代码更加清晰、简洁，同时也方便类型的管理和修改。

在linux内核中的应用

在 Linux 内核中，typedef 被广泛用于简化复杂类型的定义，并提升代码的可读性。内核代码中使用了许多通过 typedef 定义的常见数据类型，以下是一些常用的 typedef 定义的数据类型：

1. 基本整数类型

Linux 内核中定义了一些固定大小的整数类型，确保在不同的硬件平台上能够保持一致性。

u8, u16, u32, u64: 无符号整数，分别为 8、16、32 和 64 位。

typedef unsigned char u8; 
typedef unsigned short u16; 
typedef unsigned int u32; 
typedef unsigned long long u64;

s8, s16, s32, s64: 有符号整数，分别为 8、16、32 和 64 位。

typedef signed char s8; 
typedef signed short s16; 
typedef signed int s32; 
typedef signed long long s64;

2. 布尔类型

内核中没有 C 标准库的 bool 类型，因此定义了自己的布尔类型。

bool: 定义布尔类型，用于表示 true 或 false。
```
typedef _Bool bool; 
```
true 和 false: 用于表示布尔值。
```
#define true 1 
#define false 0 
```

3. 大小和指针相关的类型

size_t: 表示对象大小的类型，通常用于内存分配函数中（如 malloc 或 kmalloc）。
```
typedef unsigned long size_t; 
```
ssize_t: 与 size_t 类似，但它是有符号的，用于表示函数返回值，如读写函数的返回值。
```
typedef long ssize_t; 
```
ptrdiff_t: 用于存储两个指针之间的差值。
```
typedef long ptrdiff_t; 
```

4. 内核特定类型

pid_t: 用于表示进程 ID。
```
typedef int pid_t; 
```

gid_t, uid_t: 分别用于表示组 ID 和用户 ID。

typedef unsigned int gid_t; 
typedef unsigned int uid_t;

5. 内存管理相关类型

gfp_t: 用于表示内存分配标志，在内存分配函数中用来指定如何分配内存。
```
typedef unsigned int gfp_t; 
```

6. 时间相关类型

time_t: 用于表示时间值，通常是自 Unix 纪元以来的秒数。
```
typedef long time_t; 
```
clock_t: 用于表示时钟周期数。
```
typedef long clock_t; 
```
ktime_t: 表示内核时间的一种类型，用于高精度时间操作。
```
typedef s64 ktime_t; 
```

7. 页帧和物理地址相关类型

pfn_t: 表示页面帧编号（Page Frame Number），与物理内存地址相关。
```
typedef unsigned long pfn_t; 
```
phys_addr_t: 表示物理内存地址。
```
typedef unsigned long phys_addr_t; 
```

8. 位操作相关类型

u64 和 atomic_t: 用于位操作和原子操作。u64 是 64 位无符号整数，atomic_t 是内核定义的原子类型，用于保证多核环境下的原子操作。
```
typedef struct { int counter;} atomic_t; 
```

这些 typedef 定义不仅让代码更简洁，还增强了可移植性和可维护性，使内核代码在不同架构上运行时具有一致的行为。

其他类型

在 Linux 内核中，为了处理不同硬件平台可能采用的不同字节序（大端或小端），定义了许多与字节序相关的类型。字节序决定了多字节数据在内存中的存储顺序。以下是通过 typedef 定义的用于小端序（Little Endian）处理的常用类型：

1. 小端序的整数类型

这些类型专门用于表示小端序的固定大小整数，确保在不同平台上能够正确处理内存中的数据字节顺序。

__le16: 16 位无符号小端整数
```
typedef __u16 __le16; 
```
__le32: 32 位无符号小端整数
```
typedef __u32 __le32; 
```
__le64: 64 位无符号小端整数
```
typedef __u64 __le64; 
```

2. 与大小端无关的基础类型

在内核中，还定义了一些无关大小端的基础类型，方便在大小端环境中进行跨平台处理。

__u8: 8 位无符号整数，字节序不相关，因为 8 位不需要考虑字节序。
```
typedef unsigned char __u8; 
```
__u16: 16 位无符号整数
```
typedef unsigned short __u16; 
```
__u32: 32 位无符号整数
```
typedef unsigned int __u32; 
```
__u64: 64 位无符号整数
```
typedef unsigned long long __u64; 
```

3. 大端序的整数类型

虽然你问的是小端序，但为了完整性，这里也列出常用于大端序处理的类型。

__be16: 16 位无符号大端整数
```
typedef __u16 __be16; 
```
__be32: 32 位无符号大端整数
```
typedef __u32 __be32; 
```
__be64: 64 位无符号大端整数
```
typedef __u64 __be64; 
```

4. 类型转换辅助函数

为了确保在不同平台上处理数据时能够正确转换字节序，Linux 内核中还提供了很多字节序转换的辅助函数：

小端转 CPU 本地字节序：
- le16_to_cpu()：将小端 16 位数据转换为 CPU 本地字节序。
- le32_to_cpu()：将小端 32 位数据转换为 CPU 本地字节序。
- le64_to_cpu()：将小端 64 位数据转换为 CPU 本地字节序。
CPU 本地字节序转小端：
- cpu_to_le16()：将 CPU 本地 16 位数据转换为小端序。
- cpu_to_le32()：将 CPU 本地 32 位数据转换为小端序。
- cpu_to_le64()：将 CPU 本地 64 位数据转换为小端序。

这些 typedef 和字节序转换函数有助于处理网络协议、文件格式以及跨平台开发中的数据传输问题，确保数据能够正确地在不同字节序的系统中存储和读取。