大綱

這裡需要先假設讀者已經大概知道一般c語言基礎語法，以下會概述我在學習中碰到的有趣新知識！

• Pointer to Pointer
• functional pointer
• Macro

Pointer to Pointer(指標的指標)

學習c的時候，許多人會對指標避之唯恐不及，但是在研究作業系統時，它卻是避不開的第一關。
如果還對指標不熟，可以先看看C語言: 超好懂的指標，初學者請進～
接下來，我們來看一個使用pointer to pointer的例子（來自jserv老師你所不知道的C語言：linked list 和非連續記憶體）

void remove_list_node(List *list, Node *target)
{
    // The "indirect" pointer points to the *address*
    // of the thing we'll update.
    Node **indirect = &list->head;
    // Walk the list, looking for the thing that 
    // points to the node we want to remove.
    while (*indirect != target)
        indirect = &(*indirect)->next;
    *indirect = target->next;
}

我是這樣理解的：(先說明，pointer我都想成指向一個特定結構的地址，例 int *a; a = the address of an interger)

1. indirect = the address of a pointer to an node structure（指標的地址）
2. *indirect = the value pointed by the address of the integer = the address of an node structure
3. **indirect = the value of an node sturcture

所以，list->head本身的值是一個node的地址，而&list_head就是此指標的地址。
而indirect中的值為此指標所儲存的值，即一個node的地址。
所以當indirect中node的地址不等於target所儲存node的地址，我們把indirect所儲存指標的位址換下一個指標位址！

如此一來，程式會變得更精簡，因為不須考慮移除node為第一個或最後一個的特殊案例！
這有沒有很神奇！我寫的可能還是太雜亂，建議自己畫圖理解一次會比較好！

Functional Pointer

在寫c語言，如果使用qsort等內建函式，如何理解最後一個參數(compare fucntion)?

以下截取自Linux Programmar's Manual

void qsort(void *base, size_t nmemb, 
            size_t size,int (*compar)(const void *, const void *));

其中，compar是一個函式，輸入值為兩個const void * ，而輸出為一個integer。

接著，我們再來看更複雜一點的例子！

#include <signal.h>

typedef void (*sighandler_t)(int);

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

我們先看，typedef中，我們定義了sighandler_t這一個函式，輸入為一個integer，輸出為void。
最後，我們了解signal這個函式，輸入有兩個，一個integer和一個sighandler_t，而輸出也是一個sighander_t的函式！
有沒有覺得有趣呢！我剛學到的時候，有重燃學程式的欲望

Macro

我們在編譯(compile)一個c程式(program)，除了直接取得目的檔(object file)，我們的gcc（是一個compiler driver之後會詳述）其實中間做了許多事呢！其中一個就是前置處理(preproccess)，詳細敘述請參考jserv老師的你所不知道的 C 語言：前置處理器應用篇。
而我們的macro（巨集），就是在此一階段被展開，讓我們的程式更精簡且具更高擴充性！

注意！這裡我們必須知道還有一個叫gcc attribute的東西，跟macro是不一樣的喔！gcc attribute是給gcc編譯時所看的東西，以下先舉一個gcc attribute的小例子

struct __attribute__ ((__packed__)) my_node {
    int val;
    char name;
};

在這裡，attribute ((packed)) 是告訴gcc不要內存對齊！什麼是內存對齊(alignment)？就是讓儲存最小單位固定(一般預設長度為4bytes)，以達到cpu儲存變數的速度加快(為什麼之後在cpu結構介紹會了解的！)。
在以上的例子中，若有packed，則sizeof(my_node) = 8，若無，則sizeof(my_node) = 5。

好了，我們回到macro，先講一個簡單的東西: do{}while(0)
以下為例子：

#define foo() do{\
                func1();\
                func2();\
          }while(0)
int main(){
    foo();
    return 0;
}

在寫多個語句時，為了避免展開時造成混亂，我們必須先加上這個看似不起任何作用的do...while，注意，在while後面不要加上";"，展開後為以下(使用gcc -E)

# 1 "test.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 31 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 32 "<command-line>" 2
# 1 "test.c"

int main(){
    do{ func1(); func2(); }while(0);
    return 0;
}

結語

今天先寫到這，明天繼續講macro和其他c語言的議題～