find_next_zero_bit 函数

最新推荐文章于 2023-03-31 18:02:35 发布

原创最新推荐文章于 2023-03-31 18:02:35 发布 · 555 阅读

2 ·

CC 4.0 BY-SA版权

本文介绍了一种用于查找内存中下一个零位(bit)位置的高效算法。通过位运算和循环处理，该算法能够快速定位到指定偏移量之后的第一个零位，适用于多种应用场景，如位图(bitmap)管理和内存分配。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

unsigned long find_next_zero_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size,
       unsigned long offset)
{
   const unsigned long *p = addr + BITOP_WORD(offset); // offset位于p指向的long地址32位空间
   unsigned long result = offset & ~(BITS_PER_LONG-1); // offset是第result个4字节
   unsigned long tmp;

   if (offset >= size)
       return size;
   size -= result;                                     // 调整32位整倍数上
   offset %= BITS_PER_LONG;                            // offset位于32位的第几位
   if (offset) {                                       // offset不在一个long数据的第0位上,在1-31位中[luther.gliethttp]
       tmp = *(p++);
       tmp |= ~0UL >> (BITS_PER_LONG - offset);        // 将0-offset数据填充上1.
       if (size < BITS_PER_LONG)                       // 不足32bits
           goto found_first;
       if (~tmp)                                       // 取非非0说明含有0值
           goto found_middle;
       size -= BITS_PER_LONG;                          // 如果上面~tmp等于0,那么说明该*p数据为32位全1.[luther.gliethttp]
       result += BITS_PER_LONG;
   }
   while (size & ~(BITS_PER_LONG-1)) {                 // 好了,执行到这里,我们的offset已经处在4字节的第0位上,下面进行
       if (~(tmp = *(p++)))                            // 4字节快速查询.如果~tmp非0,说明该32位数据中含有0数据,找到.[luther.gliethttp]
           goto found_middle;
       result += BITS_PER_LONG;                        // 到下一个4字节空间
       size -= BITS_PER_LONG;                          // 减少4字节数据
   }
   if (!size)                                          // size等于0,说明首先size等于4字节整倍数,其次所有数据已经查完,
       return result;                                  // 所有数据全部为1,没有发现0位,result等于size.[luther.gliethttp]
   tmp = *p;                                           // size不是32位整倍数,还剩几个bit没有检查,继续执行下面检查工作.[luther.gliethtp]

found_first:
   tmp |= ~0UL << size;                                // 现在0-size为有效数据,size-31为未使用空间,所以先将size-31置成全1.
   if (tmp == ~0UL)   /* Are any bits zero? */        // 如果tmp全1,那么说明就没找找1个
       return result + size;   /* Nope. */             // result+size就等于函数传入的参数size大小.[luther.gliethttp]
found_middle:
   return result + ffz(tmp);                           // 我们在32位数据的0-31中发现必定存在0位值,计算他是第几位.[luther.gliethttp]
}

#define ffz(x) __ffs(~(x))                             // __ffs找到第一次出现1值的偏移值,从bit0开始到bit31依次找[luther.gliethttp]
/**
* __ffs - find first bit in word.
* @word: The word to search
*
* Undefined if no bit exists, so code should check against 0 first.
*/
static inline unsigned long __ffs(unsigned long word)
{
   int num = 0;

#if BITS_PER_LONG == 64
   if ((word & 0xffffffff) == 0) {
       num += 32;
       word >>= 32;
   }
#endif
   if ((word & 0xffff) == 0) {                         // 低16位没有1值,那么num加16,同时高16位移动到低16位
       num += 16;                                      // 这样低16位永远都是去掉根本不存在的那种必然情况后的数据.
       word >>= 16;
   }
   if ((word & 0xff) == 0) {                           // 低8位是否有
       num += 8;
       word >>= 8;
   }
   if ((word & 0xf) == 0) {
       num += 4;
       word >>= 4;
   }
   if ((word & 0x3) == 0) {
       num += 2;
       word >>= 2;
   }
   if ((word & 0x1) == 0)
       num += 1;
   return num;                                         // 这样num就是出现1的偏移值了.[luther.gliethttp]
}