1. 雙向鏈表(list)
linux內核中的雙向鏈表通過結構 struct list_head來將各個節點連接起來,此結構會作為鏈表元素結構中的一個參數:
struct list_head {
struct list_head *next, *prev;
};
鏈表頭的初始化,注意,結構中的指針為NULL並不是初始化,而是指向自身才是初始化,如果只是按普通情況下的置為NULL,而不是指向自身,系統會崩潰,這是一個容易犯的錯誤:
#define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }
#define LIST_HEAD(name) \
struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)
#define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \
(ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \
} while (0)
最常用的鏈表操作:
插入到鏈表頭:
void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head);
插入到鏈表尾:
void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head);
刪除鏈表節點:
void list_del(struct list_head *entry);
將節點移動到另一鏈表:
void list_move(struct list_head *list, struct list_head *head);
將節點移動到鏈表尾:
void list_move_tail(struct list_head *list,struct list_head *head);
判斷鏈表是否為空,返回1為空,0非空
int list_empty(struct list_head *head);
把兩個鏈表拼接起來:
void list_splice(struct list_head *list, struct list_head *head);
取得節點指針:
#define list_entry(ptr, type, member) \
((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
遍歷鏈表中每個節點:
#define list_for_each(pos, head) \
for (pos = (head)->next, prefetch(pos->next); pos != (head); \
pos = pos->next, prefetch(pos->next))
逆向循環鏈表中每個節點:
#define list_for_each_prev(pos, head) \
for (pos = (head)->prev, prefetch(pos->prev); pos != (head); \
pos = pos->prev, prefetch(pos->prev))
舉例:
LISH_HEAD(mylist);
struct my_list{
struct list_head list;
int data;
};
static int ini_list(void)
{
struct my_list *p;
int i;
for(i=0; i<100; i++){
p=kmalloc(sizeof(struct my_list), GFP_KERNEL);
list_add(&p->list, &mylist);
}
}
在內存中形成如下結構的一個雙向鏈表:
+---------------------------------------------------------------+
| |
| mylist 99 98 0 |
| +----+ +---------+ +---------+ +---------+ |
+->|next|--->|list.next|--->|list.next|--->...--->|list.next|---+
|----| |---------| |---------| |---------|
+--|prev|<---|list.prev|<---|list.prev|<---...<---|list.prev|<--+
| +----+ |---------| |---------| |---------| |
| | data | | data | | data | |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
| |
+---------------------------------------------------------------+
知道了鏈表頭就能遍歷整個鏈表,如果是用list_add()插入新節點的話,從鏈表頭的next方向看是一個堆棧型。
從鏈表中刪除節點很容易:
static void del_item(struct my_list *p)
{
list_del(&p->list, &mylist);
kfree(p);
}
最重要的宏是list_entry,這個宏的思路是根據鏈表元素結構中鏈表頭結構list_head的地址推算出鏈表元素結構的實際地址:
#define list_entry(ptr, type, member) \
((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
ptr是鏈表元素結構(如struct my_list)中鏈表頭結構list_head的地址
member是鏈表元素結構(如struct my_list)中鏈表頭結構list_head參數的名稱
type是鏈表元素結構類型(如struct my_list)
計算原理是根據鏈表頭結構list_head的地址減去其在鏈表元素結構中的偏移位置而得到鏈表元素結構的地址。
例如:
static void print_list(void)
{
struct list_head *cur;
struct my_list *p;
list_for_each(cur, &mylist){
p=list_entry(cur, struct my_list, list);
printk("data=%d\n", p->data);
}
}
優點:
這樣就可以用相同的數據處理方式來描述所有雙向鏈表,不用再單獨為各個鏈表編寫各種編輯函數。
缺點:
1) 鏈表頭中元素置為NULL不是初始化,與普通習慣不同;
2) 仍然需要單獨編寫各自的刪除整個鏈表的函數,不能統一處理,因為不能保證所有鏈表元素結構中鏈表頭結構list_head的偏移地址都是相同的,當然如果把鏈表頭結構list_head都作為鏈表元素結構的第一個參數,就可以用統一的刪除整個鏈表的函數。