linux内核链表使用

 

linux内核链表使用

Linux 内核链表的核心思想是:在用户自定义的结构 A 中声明 list_head 类型的成员 p ,这样每个结构类型为 A 的变量 a 中,都拥有同样的成员 p ,如下:

struct A{

int property;

struct list_head p;

}

其中,list_head结构类型定义如下:

struct list_head {

struct list_head *next,*prev;

};

list_head拥有两个指针成员,其类型都为list_head,分别为前驱指针prev和后驱指针next

假设:

1)多个结构类型为A的变量a1...an,其list_head结构类型的成员为p1...pn

2)一个list_head结构类型的变量head,代表头节点

使:

1head.next= p1 ; head.prev = pn

2 p1.prev = headp1.next = p2;

3p2.prev= p1 , p2.next = p3;

npn.prev= pn-1 , pn.next = head

以上,则构成了一个循环链表。

p是嵌入到a中的,pa的地址偏移量可知,又因为head的地址可知,所以每个结构类型为A的链表节点a1...an的地址也是可以计算出的,从而可实现链表的遍历,在此基础上,则可以实现链表的各种操作。

下面是从linux内核中移植出来的简单链表,list.h和list.c:

list.h:

[cpp]  view plain copy
  1. #ifndef _INIT_LIST_H_  
  2. #define _INIT_LIST_H_  
  3.   
  4. #ifndef offsetof  
  5. /* Offset of member MEMBER in a struct of type TYPE. */  
  6. #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)  
  7. #endif  
  8.   
  9. struct listnode  
  10. {  
  11.     struct listnode *next;  
  12.     struct listnode *prev;  
  13. };  
  14.   
  15. #define node_to_item(node, container, member) \  
  16.     (container *) (((char*) (node)) - offsetof(container, member))  
  17.   
  18. #define list_declare(name) \  
  19.     struct listnode name = { \  
  20.         .next = &name, \  
  21.         .prev = &name, \  
  22.     }  
  23.   
  24. #define list_for_each(node, list) \  
  25.     for (node = (list)->next; node != (list); node = node->next)  
  26.   
  27. #define list_for_each_reverse(node, list) \  
  28.     for (node = (list)->prev; node != (list); node = node->prev)  
  29.   
  30. void list_init(struct listnode *list);  
  31. void list_add_tail(struct listnode *list, struct listnode *item);  
  32. void list_remove(struct listnode *item);  
  33.   
  34. #define list_empty(list) ((list) == (list)->next)  
  35. #define list_head(list) ((list)->next)  
  36. #define list_tail(list) ((list)->prev)  
  37.   
  38. #endif  

list.c:

[cpp]  view plain copy
  1. #include "list.h"  
  2.   
  3. void list_init(struct listnode *node)  
  4. {  
  5.     node->next = node;  
  6.     node->prev = node;  
  7. }  
  8.   
  9. void list_add_tail(struct listnode *head, struct listnode *item)  
  10. {  
  11.     item->next = head;  
  12.     item->prev = head->prev;  
  13.     head->prev->next = item;  
  14.     head->prev = item;  
  15. }  
  16.   
  17. void list_remove(struct listnode *item)  
  18. {  
  19.     item->next->prev = item->prev;  
  20.     item->prev->next = item->next;  
  21. }  

测试代码list_test.c:

[cpp]  view plain copy
  1. #include<stdio.h>  
  2. #include<stdlib.h>  
  3. #include "list.h"  
  4.   
  5. #define STUDENT_FREE_MEMORY  
  6.   
  7. //声明链表节点  
  8. typedef struct {  
  9.     int id;  
  10.     char *name;  
  11.     struct listnode _list;  
  12. }student;  
  13.   
  14. //遍历函数指针  
  15. typedef void (*student_foreach_fun)(student *stu,void *data);  
  16.   
  17.   
  18. //声明链表  
  19. static list_declare(student_list);  
  20.   
  21. //添加节点  
  22. int student_add(struct listnode *list,student *stu)  
  23. {  
  24.     list_init(&stu->_list);  
  25.     list_add_tail(list,&stu->_list);   
  26. }  
  27.   
  28. //删除节点,释放节点空间  
  29. int student_del(struct listnode *list,int id)  
  30. {  
  31.     struct listnode *node;  
  32.     student *stu;  
  33.     list_for_each(node,list){  
  34.         stu = node_to_item(node,student,_list);  
  35.         if(id == stu->id){  
  36.             printf("list_del, id:%d,name:%s\n",stu->id,stu->name);  
  37.             list_remove(node);  
  38. #ifdef STUDENT_FREE_MEMORY    
  39.             //释放节点空间  
  40.             free(stu);  
  41.             stu = NULL;  
  42. #endif  
  43.             return 1;  
  44.               
  45.         }  
  46.           
  47.     }  
  48.   
  49.     return 0;  
  50. }  
  51.   
  52. //节点遍历  
  53. void student_foreach(struct listnode *list,student_foreach_fun fun,void *data)  
  54. {  
  55.     struct listnode *node;  
  56.     student *stu;  
  57.     list_for_each(node,list){  
  58.         stu = node_to_item(node,student,_list);  
  59.         fun(stu,data);  
  60.     }  
  61.   
  62. }  
  63.   
  64. //打印节点信息  
  65. void student_print(student *stu,void *data)  
  66. {  
  67.     printf("id:%d,name:%s\n",stu->id,stu->name);  
  68. }  
  69.   
  70. int main()  
  71. {  
  72.     int i,len;  
  73.     student *stu;  
  74.     char *stu_name[]={"tonny","andy","michael","leslie","john"};  
  75.       
  76.       
  77.     len = sizeof(stu_name)/sizeof(stu_name[0]);  
  78.     //添加节点  
  79.     for(i=0;i<len;i++){  
  80.         stu = calloc(1,sizeof(student));  
  81.         stu->id = i + 1;  
  82.         stu->name = stu_name[i];  
  83.   
  84.         student_add(&student_list,stu);  
  85.     }  
  86.   
  87.     //打印所有节点  
  88.     student_foreach(&student_list,student_print,(void *)0);  
  89.       
  90.     //删除节点  
  91.     student_del(&student_list,1);  
  92.     student_foreach(&student_list,student_print,(void *)0);  
  93.   
  94.     //删除节点  
  95.     student_del(&student_list,5);  
  96.     student_foreach(&student_list,student_print,(void *)0);  
  97.       
  98.     return 0;  
  99.       
  100.   
  101. }  

Makefile:

[cpp]  view plain copy
  1. TARGET=list_test  
  2. SRC=list_test.c list.c  
  3. #SRC=$(wildcard *.c)  
  4. OBJ=$(SRC:.c=.o)  
  5. CFLAGS=-g -Wall -o  
  6.   
  7. $(TARGET):$(SRC)  
  8.     gcc $(SRC) $(CFLAGS) $(TARGET)  
  9. clean:  
  10.     rm $(OBJ) $(TARGET)   

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