linux内核中链表代码分析---list.h头文件分析（二）_list_first头文件

作者：Monodyee | 2024-02-22 02:11:34

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list_first头文件

linux内核中链表代码分析---list.h头文件分析（二）
16年2月28日16:59:55
分析完container_of()宏以后，继续分析list.h文件：
（1）list_entry
它就是一个container_of宏，都是得到ptr所指地址的这个结构体的首地址
#define list_entry(ptr, type, member) \
container_of(ptr, type, member)
（2） list_first_entry
#define list_first_entry(ptr, type, member) \
list_entry((ptr)->next, type, member)
这里的ptr是一个链表的头节点,这个宏就是取得这个链表第一元素的所指结构体的首地址。
（3） list_for_each
#define list_for_each(pos, head) \
for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)
它实际上就是一个for循环，从头到尾遍历链表，但是看代码发现，遍历链表需要一个head参数即可，这个pos参数好像没什么用啊。。。
然后就在内核中grep了一番，稍微总结出来一点：
这是一个for循环，我们通过这个for循环总得做点什么事情吧，以下面这个为例，
源文件在/driver/input/serio/hil_mlc.c中：
static LIST_HEAD(hil_mlcs);
static void hil_mlcs_process(unsigned long unused)
{
struct list_head *tmp;
read_lock(&hil_mlcs_lock);
list_for_each(tmp, &hil_mlcs) {
struct hil_mlc *mlc = list_entry(tmp, hil_mlc, list);
....
}
可以看到，它通过这个list_for_each函数，将hil_mlcs链表中的每一个成员地址一一赋给了tmp变量，这样，在后面的语句中，就可以通过list_entry这个宏根据tmp变量和list链表头来找到包含他们的整个结构体hil_mlc的首地址，然后就可以对这个结构体里面其他的成员变量进行操作了～～～
这一块涉及到linux中，比如对于每一个子设备，都建立一个结构体，然后将这些子设备通过一个链表链接起来，操作的时候需要遍历链表中的每一项进行操作，所以就是这个函数存在的意义。
后面那个 __list_for_each和list_for_each相同，以前这两个函数是不同的，它有一个prefetch预取的操作，我们不再考虑。
（4）list_for_each_prev
#define list_for_each_prev(pos, head) \
for (pos = (head)->prev; pos != (head); pos = pos->prev)
与list_for_each相似，只是它是从尾到头遍历链表，将链表中的每一项都取出来操作。
（5）list_for_each_safe
#define list_for_each_safe(pos, n, head) \
for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \
pos = n, n = pos->next)
这个实际上就是一个for循环,从头到尾遍历链表。这里使用了n来记录pos的下一个,这样处理完一个流程之后再赋给pos,避免了删除pos结点造成的问题。这个函数是专门为删除结点是准备的。
注:list_for_each(pos, head)和list_for_each_safe(pos, n, head)都是从头至尾遍历链表的,但是对于前者来说当操作中没有删除结点的时候使用,但是如果操作中有删除结点的操作的时候就使用后者,对于后面带safe的一般都是这个目的。
（6） list_for_each_prev_safe
#define list_for_each_prev_safe(pos, n, head) \
for (pos = (head)->prev, n = pos->prev; \
pos != (head); \
pos = n, n = pos->prev)
同理，这个函数与 list_for_each_prev相似。
/* 注意上面的几个函数，他们的行参里面有pos与下面函数行参里面的pos不同，上面函数的操作都是pos = (head)->next等等的操作，所以pos是list_head类型的，下面函数的操作是pos = list_entry()等等的操作，所以他们是list_head结构体所嵌入的结构体的指针形式的，我们称之为宿主结构体。 */
（7） list_for_each_entry
#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))
第一个参数为传入的遍历指针,指向宿主数据结构,第二个参数为链表头,为list_head结构,第三个参数为list_head结构在宿主结构中的成员名。
这个函数是根据member成员遍历head链表（member成员一般都嵌入在宿主结构体中）,并且将每个结构体的首地址赋值给pos,这样的话,我们就可以在循环体里面通过pos来访问该宿主结构体变量的其他成员了。下面用最近分析的V4L2里面的一段代码来举例说明，代码位于v4l2-device.c中：
int v4l2_device_register_subdev_nodes(struct v4l2_device *v4l2_dev)
{
struct video_device *vdev;
struct v4l2_subdev *sd;
list_for_each_entry(sd, &v4l2_dev->subdevs, list) {
if (!(sd->flags & V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE))
continue;
。。。。
}
可以分析出来， v4l2_device结构体里面含有这个 subdevs链表头，sd是指向v4l2_subdev结构体的指针，list是一个list_head结构，在之前的代码中，肯定有操作已经将各个子设备结构体v4l2_subdev全部链接进 v4l2_device结构体里面的 subdevs链表里面，这时候需要做的就是从这个v4l2_device结构体里面的 subdevs链表里一一取出各个子设备结构体v4l2_subdev，然后操作它的各个成员变量。上述代码就是完成这个工作。
（8） list_for_each_entry_reverse
#define list_for_each_entry_reverse(pos, head, member) \
for (pos = list_entry((head)->prev, typeof(*pos), member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_entry(pos->member.prev, typeof(*pos), member))
与上面那个函数类似，反向遍历链表。
（9） list_prepare_entry
#define list_prepare_entry(pos, head, member) \
((pos) ? : list_entry(head, typeof(*pos), member))
第一个参数为传入的遍历指针,指向宿主数据结构,第二个参数为链表头,为list_head结构,第三个参数为list_head结构在宿主结构中的成员名。
这个函数的功能就是如果pos非空,那么pos的值就为其本身,如果pos为空,那么就从链表头强制扩展一
个虚pos指针,这个宏定义是为了在list_for_each_entry_continue()中使用做准备的。
（10）list_for_each_entry_continue
#define list_for_each_entry_continue(pos, head, member) \
for (pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))
这个函数与list_for_each_entry很相似，但是肯定是不同的，它是从pos所在的宿主结构体的下一个开始遍历链表，并不是从链表的头部开始遍历，从它的名字可以看出来。主要的区别就是我标红的位置。
（11）list_for_each_entry_continue_reverse
#define list_for_each_entry_continue_reverse(pos, head, member) \
for (pos = list_entry(pos->member.prev, typeof(*pos), member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_entry(pos->member.prev, typeof(*pos), member))
与上一个函数类似，从pos位于的宿主结构体的上一个开始反向变量链表。
（12）list_for_each_entry_from
#define list_for_each_entry_from(pos, head, member) \
for (; &pos->member != (head); \
pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))
从当前pos所位于的宿主结构体开始遍历链表。
（13）后面的几个函数带safe的函数，他们与上面讲的函数都很相似，只是保存了pos的下一个宿主结构体，这些函数是专门为删除结点是准备的。就不分析他们了。
至此，对于普通链表的操作我们就分析完了，这个list.h中后面的代码主要是为了哈西表设计的，就暂时先不分析，等到学了哈西表再分析他们^o^~

linux内核中链表代码分析---list.h头文件分析（二）
16年2月28日16:59:55
分析完container_of()宏以后，继续分析list.h文件：
（1）list_entry
它就是一个container_of宏，都是得到ptr所指地址的这个结构体的首地址
#define list_entry(ptr, type, member) \
container_of(ptr, type, member)
（2） list_first_entry
#define list_first_entry(ptr, type, member) \
list_entry((ptr)->next, type, member)
这里的ptr是一个链表的头节点,这个宏就是取得这个链表第一元素的所指结构体的首地址。
（3） list_for_each
#define list_for_each(pos, head) \
for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)
它实际上就是一个for循环，从头到尾遍历链表，但是看代码发现，遍历链表需要一个head参数即可，这个pos参数好像没什么用啊。。。
然后就在内核中grep了一番，稍微总结出来一点：
这是一个for循环，我们通过这个for循环总得做点什么事情吧，以下面这个为例，
源文件在/driver/input/serio/hil_mlc.c中：
static LIST_HEAD(hil_mlcs);
static void hil_mlcs_process(unsigned long unused)
{
struct list_head *tmp;
read_lock(&hil_mlcs_lock);
list_for_each(tmp, &hil_mlcs) {
struct hil_mlc *mlc = list_entry(tmp, hil_mlc, list);
....
}
可以看到，它通过这个list_for_each函数，将hil_mlcs链表中的每一个成员地址一一赋给了tmp变量，这样，在后面的语句中，就可以通过list_entry这个宏根据tmp变量和list链表头来找到包含他们的整个结构体hil_mlc的首地址，然后就可以对这个结构体里面其他的成员变量进行操作了～～～
这一块涉及到linux中，比如对于每一个子设备，都建立一个结构体，然后将这些子设备通过一个链表链接起来，操作的时候需要遍历链表中的每一项进行操作，所以就是这个函数存在的意义。
后面那个 __list_for_each和list_for_each相同，以前这两个函数是不同的，它有一个prefetch预取的操作，我们不再考虑。
（4）list_for_each_prev
#define list_for_each_prev(pos, head) \
for (pos = (head)->prev; pos != (head); pos = pos->prev)
与list_for_each相似，只是它是从尾到头遍历链表，将链表中的每一项都取出来操作。
（5）list_for_each_safe
#define list_for_each_safe(pos, n, head) \
for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \
pos = n, n = pos->next)
这个实际上就是一个for循环,从头到尾遍历链表。这里使用了n来记录pos的下一个,这样处理完一个流程之后再赋给pos,避免了删除pos结点造成的问题。这个函数是专门为删除结点是准备的。
注:list_for_each(pos, head)和list_for_each_safe(pos, n, head)都是从头至尾遍历链表的,但是对于前者来说当操作中没有删除结点的时候使用,但是如果操作中有删除结点的操作的时候就使用后者,对于后面带safe的一般都是这个目的。
（6） list_for_each_prev_safe
#define list_for_each_prev_safe(pos, n, head) \
for (pos = (head)->prev, n = pos->prev; \
pos != (head); \
pos = n, n = pos->prev)
同理，这个函数与 list_for_each_prev相似。
/* 注意上面的几个函数，他们的行参里面有pos与下面函数行参里面的pos不同，上面函数的操作都是pos = (head)->next等等的操作，所以pos是list_head类型的，下面函数的操作是pos = list_entry()等等的操作，所以他们是list_head结构体所嵌入的结构体的指针形式的，我们称之为宿主结构体。 */
（7） list_for_each_entry
#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))
第一个参数为传入的遍历指针,指向宿主数据结构,第二个参数为链表头,为list_head结构,第三个参数为list_head结构在宿主结构中的成员名。
这个函数是根据member成员遍历head链表（member成员一般都嵌入在宿主结构体中）,并且将每个结构体的首地址赋值给pos,这样的话,我们就可以在循环体里面通过pos来访问该宿主结构体变量的其他成员了。下面用最近分析的V4L2里面的一段代码来举例说明，代码位于v4l2-device.c中：
int v4l2_device_register_subdev_nodes(struct v4l2_device *v4l2_dev)
{
struct video_device *vdev;
struct v4l2_subdev *sd;
list_for_each_entry(sd, &v4l2_dev->subdevs, list) {
if (!(sd->flags & V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE))
continue;
。。。。
}
可以分析出来， v4l2_device结构体里面含有这个 subdevs链表头，sd是指向v4l2_subdev结构体的指针，list是一个list_head结构，在之前的代码中，肯定有操作已经将各个子设备结构体v4l2_subdev全部链接进 v4l2_device结构体里面的 subdevs链表里面，这时候需要做的就是从这个v4l2_device结构体里面的 subdevs链表里一一取出各个子设备结构体v4l2_subdev，然后操作它的各个成员变量。上述代码就是完成这个工作。
（8） list_for_each_entry_reverse
#define list_for_each_entry_reverse(pos, head, member) \
for (pos = list_entry((head)->prev, typeof(*pos), member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_entry(pos->member.prev, typeof(*pos), member))
与上面那个函数类似，反向遍历链表。
（9） list_prepare_entry
#define list_prepare_entry(pos, head, member) \
((pos) ? : list_entry(head, typeof(*pos), member))
第一个参数为传入的遍历指针,指向宿主数据结构,第二个参数为链表头,为list_head结构,第三个参数为list_head结构在宿主结构中的成员名。
这个函数的功能就是如果pos非空,那么pos的值就为其本身,如果pos为空,那么就从链表头强制扩展一
个虚pos指针,这个宏定义是为了在list_for_each_entry_continue()中使用做准备的。
（10）list_for_each_entry_continue
#define list_for_each_entry_continue(pos, head, member) \
for (pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))
这个函数与list_for_each_entry很相似，但是肯定是不同的，它是从pos所在的宿主结构体的下一个开始遍历链表，并不是从链表的头部开始遍历，从它的名字可以看出来。主要的区别就是我标红的位置。
（11）list_for_each_entry_continue_reverse
#define list_for_each_entry_continue_reverse(pos, head, member) \
for (pos = list_entry(pos->member.prev, typeof(*pos), member); \
&pos->member != (head); \
pos = list_entry(pos->member.prev, typeof(*pos), member))
与上一个函数类似，从pos位于的宿主结构体的上一个开始反向变量链表。
（12）list_for_each_entry_from
#define list_for_each_entry_from(pos, head, member) \
for (; &pos->member != (head); \
pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))
从当前pos所位于的宿主结构体开始遍历链表。
（13）后面的几个函数带safe的函数，他们与上面讲的函数都很相似，只是保存了pos的下一个宿主结构体，这些函数是专门为删除结点是准备的。就不分析他们了。
至此，对于普通链表的操作我们就分析完了，这个list.h中后面的代码主要是为了哈西表设计的，就暂时先不分析，等到学了哈西表再分析他们^o^~

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