linux内核链表 源码,Linux内核源码解析-list.h

头文件list.h

开头就说明了这里的list.h文件来自Linux Kernel(*/include/linux/list.h)，只是去除了列表项的硬件预加载部分。

在Centos7主机上可以看到

相当于Linux Kernel的list.h源码解读

1.代码解析

1.1双向链表定义

struct list_head {

struct list_head *next, *prev;

};

1.2双向链表初始化

1.2.1 LIST_HEAD_INIT宏函数

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

#define LIST_HEAD(name) \

struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)

进行宏替换后就是

struct list_head name ={ &(name), &(name) }

1.2.2 INIT_LIST_HEAD内联函数

static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)

{

list->next = list;

list->prev = list;

}

1.2.3 初始化示范test_list_init.c

#include

struct list_head

{

struct list_head *prev, *next;

};

#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->prev = list;

list->next = list;

}

int main(void)

{

LIST_HEAD(temp1);

printf("the address of prev :%x.\nthe address of next :%x\n", temp1.prev, temp1.next);

struct list_head temp2;

INIT_LIST_HEAD(&temp2);

printf("the address of prev :%x.\nthe address of next :%x\n", temp2.prev, temp2.next);

return 0;

}

image.png

1.3 双向链表的插入

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;

}

1.3.1 头插法

static inline void osn_list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)

{

__list_add(new, head, head->next);

}

Note:没搞懂这里为什么加个osn前缀，原本是list_add，现在是osn_list_add。

1.3.2 尾插法

static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)

{

__list_add(new, head->prev, head);

}

1.4 双向链表的删除

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

{

next->prev = prev;

prev->next = next;

}

static inline void list_del(struct list_head *entry)

{

__list_del(entry->prev, entry->next);

entry->next = (void *) 0;

entry->prev = (void *) 0;

}

可以看到就是个简单的链表节点删除过程，同时把删除节点的前后指针设为无法访问。

static inline void list_del_init(struct list_head *entry)

{

__list_del(entry->prev, entry->next);

INIT_LIST_HEAD(entry);

}

删除节点后初始化，前后指针都指向自己

1.5 双向链表节点的移动

static inline void list_move(struct list_head *list, struct list_head *head)

{

__list_del(list->prev, list->next);

osn_list_add(list, head);

}

从A链表删除后头插法插入B链表

static inline void list_move_tail(struct list_head *list,

struct list_head *head)

{

__list_del(list->prev, list->next);

list_add_tail(list, head);

}

从A链表删除后尾插法插入B链表

1.6 双向链表判空操作

static inline int list_empty(struct list_head *head)

{

return head->next == head;

}

1.7 双向链表裁剪操作

static inline void __list_splice(struct list_head *list,

struct list_head *head)

{

struct list_head *first = list->next;

struct list_head *last = list->prev;

struct list_head *at = head->next;

first->prev = head;

head->next = first;

last->next = at;

at->prev = last;

}

static inline void list_splice(struct list_head *list, struct list_head *head)

{

if (!list_empty(list))

__list_splice(list, head);

}

先对list判空，非空就把list链表除头节点外裁剪到head头节点在的链表中。函数不安全，list节点可以继续访问其他节点。

static inline void list_splice_init(struct list_head *list,

struct list_head *head)

{

if (!list_empty(list)) {

__list_splice(list, head);

INIT_LIST_HEAD(list);

}

}

多了一步list重新初始化的过程。

1.8 获取type类型结构体的起始指针

/**

* list_entry get the struct for this entry

* @ptr: the &struct list_head pointer.

* @type: the type of the struct this is embedded in.

* @member: the name of the list_struct within the struct.

*/

#define list_entry(ptr, type, member) \

((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))

(unsigned long)(&((type *)0)->member)))将0x0地址强制转换为type *类型，然后取type中的成员member地址，因为起始地址为0，得到的member的地址就直接是该成员相对于type对象的偏移地址了。

所以该语句的功能是：得到type类型对象中member成员的地址偏移量。

先将ptr强制转换为char *类型(因为char *类型进行加减的话，加减量为sizeof(char)*offset，char占一个字节空间，这样指针加减的步长就是1个字节，实现加一减一。)

整句话的意思就是：得到指向type的指针，已知成员的地址，然后减去这个成员相对于整个结构对象的地址偏移量，得到这个数据对象的地址。

1.9 双向链表的遍历

#define list_for_each(pos, head) \

for (pos = (head)->next; pos != (head); \

pos = pos->next)

#define list_for_each_prev(pos, head) \

for (pos = (head)->prev; pos != (head); \

pos = pos->prev)

就是从前往后，从后往前的区别

#define list_for_each_safe(pos, n, head) \

for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \

pos = n, n = pos->next)

Note:从head节点开始(不包括head节点！)遍历它的每一个节点！它用n先将下一个要遍历的节点保存起来，防止删除本节点后，无法找到下一个节点，而出现错误！

1.10 结构体链表的遍历

#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))

已知指向某个结构体的指针pos，以及指向它中member成员的指针head，从下一个结构体开始向后遍历这个结构体链

#define list_for_each_entry_safe(pos, n, head, member) \

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

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

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

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

Note:同理，先保存下一个要遍历的节点！从head下一个节点向后遍历链表。

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