linux内核系列(一)内核数据结构之链表

• 双向链表

传统链表与linu内核链表的区别图：

图一

图二

从上图中看出在传统链表中各种不同链表间没有通用性，因为各个数据域不同，而在linux内核中巧妙将链表结构内嵌到数据域结构中使得不同结构之间能连接起来；

• 链表的常用操作

内核中链表实现文件路径：include/linux/list.h

链表结构定义

struct list_head {

    struct list_head *next, *prev;

};

获取结构入口地址(list_entry)

#define list_entry(ptr, type, member) \

    container_of(ptr, type, member)

说明：type为指定一种结构类型，member为该结构中一个成员，而ptr与member为相同的类型；

#define container_of(ptr, type, member) ({          \

    const typeof(((type *)0)->member)*__mptr = (ptr);    \

             (type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); })

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

解析说明：

1、typeof为获取变量的类型；

2、const typeof(((type *)0)->member)*__mptr = (ptr);

把0强制转换为type 类型的指针(这里的0可以用其它数字也行)，然后获取type 类型中member成员的类型（这里设该类型为A）,即const A *__mptr=(ptr);

3、#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

获取成员在结构中的偏移量，注意这里的((TYPE *)0)这里必须是0不可以是其它数字，因为这样定义的一个指针它的基址为0，那么((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)该表达式实际就是获取类型TYPE中MEMBER成员的偏移量；

链表的遍历

#define list_for_each_entry(pos, head, member)                \

    for (pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member);    \

         &pos->member != (head);     \

         pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))

初始化链表成员

#define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }

#define LIST_HEAD(name) \

    struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)

static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)

{

    list->next = list;

    list->prev = list;

}

说明：LIST_HEAD_INIT与LIST_HEAD 都是将链表的两个成员都指向自己，不过LIST_HEAD创建一个名为参数name的list_head结构对象；

增加链表节点

static inline void __list_add(struct list_head *new,

                  struct list_head *prev,

                  struct list_head *next)

{

    next->prev = new;

    new->next = next;

    new->prev = prev;

    prev->next = new;

}

链表节点的删除

static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)

{

    next->prev = prev;

    prev->next = next;

}