2.7 技术升级：用宏定义来完成位运算

在Linux内核源码中有很多函数，你一层一层地查看进去，会发现其最终实现其实是一些宏构成的。本节举几个用宏实现位运算的例子。

2.7.1 直接用宏来置位

用宏定义将一个32位二进制数x的第n位（从右边起算，也就是bit0算第1位）置位。

❶显然，这个宏含有两个参数，即x和n，所以其模型为 #define SET_BIT_N(x, n) xxx。

❷对其某一位置位，我们可以将该位和1相或，其他位和0相或即可，所以得到x |(1<<(n-1))。

❸所以该宏为#define SET_BIT_N(x, n) ((x) | (1<<((n)-1)))。

2.7.2 直接用宏来复位

用宏定义将一个32位二进制数x的第n位（右边起算，也就是bit0算第1位）清零。

❶显然，这个宏含有两个参数，即x和n，所以其模型为 #define CLR_BIT_N(x, n) xxx。

❷对其某一位清零，我们可以将该位和0相与，其他位和1相与即可，所以得到x &～(1<<(n-1))。

❸所以该宏为#define CLR_BIT_N(x, n) ((x) & ～(1<<((n)-1)))

2.7.3 截取变量的部分连续位

这个宏比较复杂，我们单独拿出来分析它。相信有了上面几节的学习，理解起来也不会难。该宏实现的是截取指定的连续位（n～m）作为一个新的值。例如变量0x88，也就是0b10001000，若截取第2～4位（bit0为第一位），则值为0b100 = 4。

#define GETBITS(x, n, m) ((x & ～(～(0U)<<(m-n+1))<<(n-1)) >> (n-1))

我们看到上面这么一个复杂的宏怎么分析呢？提取对应的括号，将对应的括号分离出来，从最里边开始分析，然后将最里边视为一个整体，一层一层地向外边扩展分析。

分析：((x & ～(～(0U)<<(m-n+1))<<(n-1)) >> (n-1)) 提取最里边的括号对便是～(0U)<<(m-n+1)，然后一层一层地往外面分析，如下所示。

到目前，已经构造出来了bitn～bitm连续为1，其余位都为0的数。由前面的几节可知，将这个数与操作数x相与即可从操作数x截取到bitn～bitm位为原数不变，其余位全为0的数。假设该数为Y。

      Y = (x & ～(～(0U)<<(m-n+1))<<(n-1))

然后只要再将Y右移位(n-1)，即可得到以bitn～bitm构成的新数。