深入分析 Linux操作系统的内核链表(二)

尽管这里使用3.12.13内核作为讲解的基础，但实际上内核中的链表结构和 之前链表并没有什么区别。本文主要介绍基本链表结构，然后再简要介绍一下 rcu 和 hlist。

链表数据结构的定义很简单，以下所有代码，除非加以说明，其余均取自该文件）：

struct list_head {
 struct list_head *next, *prev;
};

list_head 结构包含两个指向 list_head 结构的指针 prev 和 next，由此可见，内核的链表具备双链表功能，实际上，通常它都组织成双循环链表。

和第一节介绍的双链表结构模型不同，这里的 list_head 没有数据域。在Linux 内核链表中，不是在链表结构中包含数据，而是在数据结构中包含链表节点。

在数据结构课本中，链表的经典定义方式通常是这样的（以单链表为例）：

struct list_node { struct list_node *next; ElemType data; };

因为 ElemType 的缘故，对每一种数据项类型都需要定义各自的链表结构。有经验的 C++ 程序员应该知道，标准模板库中的 采用的是 C++ Template，利用模板抽象出和数据项类型无关的链表操作接口。

在 Linux 内核链表中，需要用链表组织起来的数据通常会包含一个 struct list_head 成员，例如在 [include/Linux/netfilter.h] 中定义了一个 nf_sockopt_ops 结构来描述 Netfilter 为某一协议族准备的 getsockopt/setsockopt 接口，其中就有一个（struct list_head list）成员，各个协议族的 nf_sockopt_ops 结构都通过这个 list 成员组织在一个链表中，表头是定义在 [net/core/netfilter.c] 中的 nf_sockopts（struct list_head）。从下图中我们可以看到，这种通用的链表结构避免了为每个数据项类型定义自己的链表的麻烦。Linux 的简捷实用、不求完美和标准的风格，在这里体现得相当充分。