linux——list.h

在Linux内核中，为了提供统一的链表操作，减少结构体的额外开支，提供了 list.h 文件，绝对路径为 /usr/src/kernels/include/linux/list.h。

list.h中，表头的声明如下：

#define LIST_HEAD_INIT(name) {&(name),&（name）}
#define LIST_HEAD(name) \
struct list_head name=LSIT_HEAD_INIT(name)   

实际为：
struct list_head name={&(name),&(name)};    
1
2
3
4
5
6

另外，INIT_LIST_HEAD() 操作和上述宏定义相同。

list_head 结构体声明如下：

struct list_head {
	struct list_head *next,*prev;	// 双链表结构
}
1
2
3

链表操作如下：

_ _list_add()，将新的节点插入链表中，其他插入接口都间接调用该接口来完成。插入的过程如下图：

_ _list_del，删除链表中的某一个节点，其他的删除函数调用该函数完成。删除的的过程如下图：

注意，删除操作虽然改变了前后节点的指针指向，但是被删除节点的指针指向并未改变，因此该节点可用做位置记录。

list_replace()，将新的节点替换掉旧的节点。替换的顺序如图所示：

被替换掉的节点没有被释放，且指针指向也没有改变，因此可用作位置记录。

list_move()，是将节点取出后，再插入到指定的位置。移动的过程如下：

先用 __list_del() 将节点取出。然后再用 list_add() 将节点插入指定位置。关于节点的插入，提供了两种形式，一种是头插：list_add()；另一种是尾插：list_add_tail()。

__list_cut_position()，将链表分割成两个链表。函数操作如图所示：

__list_splice() 则是将两个链表合并成一个链表。

关于链表的遍历，内核提供了list_for_each_entry()来遍历链表中的元素。

#define list_for_each_entry(pos, head, member)				\
	for (pos = list_first_entry(head, typeof(*pos), member);	\
	     &pos->member != (head);					\
	     pos = list_next_entry(pos, member))

#define list_first_entry(ptr, type, member) \
	list_entry((ptr)->next, type, member)

#define list_next_entry(pos, member) \
	list_entry((pos)->member.next, typeof(*(pos)), member)

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

#define container_of(ptr, type, member) ({				\
	void *__mptr = (void *)(ptr);					\
	BUILD_BUG_ON_MSG(!__same_type(*(ptr), ((type *)0)->member) &&	\
			 !__same_type(*(ptr), void),			\
			 "pointer type mismatch in container_of()");	\
	((type *)(__mptr - offsetof(type, member))); })

#define offsetof(TYPE, MEMBER)	((size_t)&((TYPE *)0)->MEMBER)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

分析 container_of 函数，container_of 函数返回了一个地址。offsetof 函数主要返回结构体中某一成员的相对偏移量。随后，利用成员当前实际的地址减去偏移量，便可以获得当前结构体的首地址。整个计算如下图所示：

|--------struct AAA--------|--- ptr - offsetof(TYPE, MEMBER)
|                          | |  offsetof(TYPE, MEMBER)
|              			   | |
|--struct list_head *head--|--- ptr
|                          |
|--------------------------|
1
2
3
4
5
6

按照上述的计算过程，便可遍历链表中所关联的结构体对象。