linux内核中的链表

1.内核中的链表

linux内核链表与众不同，他不是把将数据结构塞入链表，而是将链表节点塞入数据，在2.1内核中引入了官方链表，从此内核中所有的链表使用都采用此链表，千万不要在重复造车轮子了！链表实现定义在<linux/list.h>,使用内核链表时，包含此文件。

1.1.传统的双向链表和内核中的双向链表的区别

• 有个单独的头结点(head)
• 每个节点(node)除了包含必要的数据之外，还有2个指针(pre,next)
• pre指针指向前一个节点(node)，next指针指向后一个节点(node)
• 头结点(head)的pre指针指向链表的最后一个节点
• 最后一个节点的next指针指向头结点(head)
  

传统的链表有个最大的缺点就是不好共通化，因为每个node中的data1，data2等等都是不确定的(无论是个数还是类型)。linux中的链表巧妙的解决了这个问题，linux的链表不是将用户数据保存在链表节点中，而是将链表节点保存在用户数据中.linux的链表节点只有2个指针(pre和next)，这样的话，链表的节点将独立于用户数据之外，便于实现链表的共同操作。

1.2.链表基础数据结构

内核链表节点原型

 
/* linux/types.h */
struct list_head {
struct list_head *next, *prev;
};

gcc特有的语法支持，根据结构体成员和结构体，算出此成员所在结构体内的偏移量

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

这个宏没什么特别的，主要是container_of这个宏

 
#define container_of(ptr, type, member) ({          \
    const typeof(((type *)0)->member)*__mptr = (ptr);    \
             (type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); })

这里面的type一般是个结构体，也就是包含用户数据和链表节点的结构体。

ptr是指向type中链表节点的指针

member则是type中定义链表节点是用的名字

比如：

 
struct student
{
    int id;
    char* name;
    struct list_head list;
};

• type是struct student
• ptr是指向stuct list的指针，也就是指向member类型的指针
• member就是 list
  ** 下面分析一下container_of宏: **

// 步骤1：将数字0强制转型为type*，然后取得其中的member元素
((type *)0)->member  // 相当于((struct student *)0)->list
 
// 步骤2：定义一个临时变量__mptr，并将其也指向ptr所指向的链表节点const typeof(((type *)0)->member)*__mptr = (ptr);
 
// 步骤3：计算member字段距离type中第一个字段的距离，也就是type地址和member地址之间的差
// offset(type, member)也是一个宏，