Linux内核链表:双向循环链表。
内核链表的设计思想:实现尽可能的代码重用可以使大量的链表设计为单个链表。
内核链表的结构
(代码位于include/linux/list.h中):
- 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
内核的链表具有双链表的功能,实际上,通常它都组织成双向循环链表,这样其能达到的效率最高。
注:
1>以上链表
不含数据域,可以嵌入到任何结构中--->这样可以不考虑包含list_head指针的对象结构,进而不需要重写链表的基本操作函数
2>一个结构体中
可以含有多个list域
--->这样就可以将一个链表挂载到多个不同链表中,例:Linux内核会将进程数据结构(task_struct)同时挂载到任务链表、优先级链表上去。范例:
- struct score_list
- {
- char name;
- struct list_head *next,*prev;
- };
如何构造内核链表?
在特定对象的的结构中定义一个list_head(只含指针域的结构),通过这个成员将特定的对象连接起来,形成列表,然后通过通用链表函数对其进行插入、删除等操作。。
操作内核链表的函数:
1、
INIT_LIST_HEAD:创建/初始化链表---在Linux内核中查找其原型
2、
list_add: 在链表头插入节点。
3、
list_add_tail : 链表尾插入节点
4、
list_del:删除节点
5、
list_entry:取出节点
6、
list_for_each: 遍历链表
在/linux/list.h查找以下函数,分析其如何实现?
1、
INIT_LIST_HEAD:创建/初始化链表---在Linux内核中查找其原型
- static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)
- {
- list->next = list;
- list->prev = list;
- }
使
list_head
链表的前驱和后继都指向其自身。进而初始化
2、
list_add: 在链表头插入节点。
- /**
- * list_add - add a new entry //增加新节点
- * @new: new entry to be added //参数new:将要被增加的节点入口
- * @head: list head to add it after //参数head:增加节点在链表list_head的的表头的后面。
- * Insert a new entry after the specified head.
- * This is good for implementing stacks.---》可用于实现栈
- */
- static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)
- {
- __list_add(new, head, head->next);// 在head与head->next之间插入新节点
- }
追踪
__list_add(new, head, head->next);
- static inline void __list_add(struct list_head *new, struct list_head *prev, struct list_head *next)
- {
- next->prev = new;
- new->next = next;
- new->prev = prev;
- prev->next = new;
- }
3、
list_add_tail : 链表尾插入节点
- /**
- * list_add_tail - add a new entry //增加新节点
- * @new: new entry to be added //新增加的节点
- * @head: list head to add it before //增加节点在head之前
- *
- * Insert a new entry before the specified head.
- * This is useful for implementing queues. //可用于实现队列
- */
- static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
- {
- __list_add(new, head->prev, head); //在head之前与head->prev之间插入节点,即在链表队尾插入
- }
4、
list_del:删除节点
- static inline void list_del(struct list_head *entry)
- {
- __list_del(entry->prev, entry->next);
- entry->next = LIST_POISON1;
- entry->prev = LIST_POISON2;
- }
list_del()函数将删除后的
prev\next指针分别设为
LIST_POISON1、LIST_POISON2
两个特殊值,是为了保证不在链表中的节点项不可访问,对以上两值的访问将引起页面故障
5、
list_entry:
取出节点,返回指向包含指针域的外部结构的指针
- /**
- * list_entry - get the struct for this entry --->返回指向节点的结构的指针(包含head_list的外部结构)
- * @ptr: the &struct list_head pointer. --->pos
- * @type: the type of the struct this is embedded in. --->嵌入对象的结构类型
- * @member: the name of the list_struct within the struct. --->嵌入对象的结构中的指针域list_head结构的名字
- */
- #define list_entry(ptr, type, member) \
- container_of(ptr, type, member)
6、
liast_for_each: 遍历链表---利用source insight 查找其相关用法
- <pre name="code" class="html">/**
- * list_for_each - iterate over a list
- * @pos: the &struct list_head to use as a loop cursor. //遍历过程中的游标,指向各个节点
- * @head: the head for your list. //指向表头的head
- */
- #define list_for_each(pos, head) \
- for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)
可以看做是一个for循环,游标从由head指向的表头节点开始,直到
pos到达节点指针head结束。
参考用法。
主要方法为参考Linux内核代码,学习对应函数的用法,以实现整个链表。
部分参考博客: http://blog.csdn.net/houxn22/article/details/30223441
部分参考博客: http://blog.csdn.net/tigerjibo/article/details/8299599#t22