标签：initial unp ima start 意思 数据结构 rgb linu 结合
一、简介：
Linux中的链表使用两个指针，可以方便的构成双向链表，实际上，通常它都组织成双向循环链表，不同于数据结构书上的链表，这里的节点只有链表指针，没有链表的数据，下边我将对内核中使用的 include/linux/list.h 进行函数说明和生动的图形解释。
二、函数：
我们先来看看
1. 链表数据结构 list_head 的定义：
- struct list_head {
- struct list_head *next, *prev;
- };
2. 声明和初始化：有两种方法
①声明的时候初始化一个链表 LIST_HEAD 宏：
- #define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) } // 链表的pre和next指针都指向了节点自己的首地址
-
- #define LIST_HEAD(name) \
- struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)
- static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)
- {
- list->next = list;
- list->prev = list;
- }
注意：
此处说的声明的时候简单的理解为不在函数内部，而运行时指的就是在函数内部了
图形：
3. 插入/删除/合并
a) 插入
对链表的插入操作有两种：
在表头插入 list_add函数 和
在表尾插入 list_add_tail函数：
- static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)
- {
- __list_add(new, head, head->next);
- }
- static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
- {
- __list_add(new, head->prev, head);
- }
- 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;
- }
图形：
网络上的一张图更全面的展示了在使用中的链表的结构：
画图总结：
【1】上边图形的画法中，要前两步划在外边沿
【2】对list链表的头和尾的快速记忆的方法，我们可以看待内核中的链表为 向右行驶的贪吃蛇
b) 删除
对链表的删除操作函数有两种：
list_del函数和
list_del_init函数：
- static inline void list_del(struct list_head *entry)
- {
- __list_del(entry->prev, entry->next);
- entry->next = LIST_POISON1;
- entry->prev = LIST_POISON2;
- }
- static inline void list_del_init(struct list_head *entry)
- {
- __list_del_entry(entry);
- INIT_LIST_HEAD(entry);
- }
- static inline void __list_del_entry(struct list_head *entry)
- {
- __list_del(entry->prev, entry->next);
- }
他们调用了相同的 __list_del 函数：
- static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)
- {
- next->prev = prev;
- prev->next = next;
- }
图形：我们来删除有3个元素的链表的中间的一个：list_del(&new)
list_del_init 函数不再画图，唯一的不同是把删除下来的图的next和prev指针指向了自己的首地址
c) 替换
对链表的替换操作有两个：
list_replace函数和
list_replace_init函数：
- static inline void list_replace(struct list_head *old,
- struct list_head *new)
- {
- new->next = old->next;
- new->next->prev = new;
- new->prev = old->prev;
- new->prev->next = new;
- }
-
- static inline void list_replace_init(struct list_head *old,
- struct list_head *new)
- {
- list_replace(old, new);
- INIT_LIST_HEAD(old);
- }
list_replace_init函数的图形此处也不再画
d) 搬移
搬移的含义是将原本属于一个链表的节点移动到另一个链表的操作，有两个函数：
list_move函数和
list_move_tail函数：
-
-
-
-
-
- static inline void list_move(struct list_head *list, struct list_head *head)
- {
- __list_del_entry(list);
- list_add(list, head);
- }
-
-
-
-
-
-
- static inline void list_move_tail(struct list_head *list,
- struct list_head *head)
- {
- __list_del_entry(list);
- list_add_tail(list, head);
- }
图形：
e) 合并
合并在这里的意思就是合并了，是将两个独立的链表合并成为一个链表，合并的时候根据合并的位置的不同可以分为：
合并到头部的 list_splice函数和
合并到尾部的 list_splice_tail函数：（这两个函数有推荐使用的函数）
-
-
-
-
-
- static inline void list_splice(const struct list_head *list,
- struct list_head *head)
- {
- if (!list_empty(list))
- __list_splice(list, head, head->next);
- }
-
-
-
-
-
- static inline void list_splice_tail(struct list_head *list,
- struct list_head *head)
- {
- if (!list_empty(list))
- __list_splice(list, head->prev, head);
- }
- static inline void list_splice_init(struct list_head *list,
- struct list_head *head)
- {
- if (!list_empty(list)) {
- __list_splice(list, head, head->next);
- INIT_LIST_HEAD(list); <--- 跟list_splice唯一的不同
- }
- }
- static inline void list_splice_tail_init(struct list_head *list,
- struct list_head *head)
- {
- if (!list_empty(list)) {
- __list_splice(list, head->prev, head);
- INIT_LIST_HEAD(list); <--- 跟list_splice_tail_init唯一的不同
- }
- }
- static inline void __list_splice(const struct list_head *list,
- struct list_head *prev,
- struct list_head *next)
- {
- struct list_head *first = list->next;
- struct list_head *last = list->prev;
-
- first->prev = prev;
- prev->next = first;
-
- last->next = next;
- next->prev = last;
- }
图形：
这张图虽然画出来了，比起看程序，虽然好点，但是理解起来还是有很大的问题，此处就借鉴别人的一张图来说明这个list_splice函数实现了什么：
链表合并list_splice(&list1,&list2) （此图片引自：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/l-chain/）
对于这张图的说明如下：
假设当前有两个链表，表头分别是list1和list2（都是struct list_head变量），当调用list_splice(&list1,&list2)时，只要list1非空，list1链表的内容将被挂接在list2链表上，位于list2和list2.next（原list2表的第一个节点）之间。新list2链表将以原list1表的第一个节点为首节点，而尾节点不变。
4. 找到链表中的数据
前边提到的函数都是操作的链表节点的入口，但是对于我们真正有意义的是节点上的数据，链表的头上没有数据，其他的节点上都是带有数据的。如何从一个链表节点的入口得到节点的数据呢？要用到以下的函数：
list_entry函数：
-
-
-
-
-
-
- #define list_entry(ptr, type, member) \
- container_of(ptr, type, member)
-
- #define container_of(ptr, type, member) ({ \
- const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
- (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
-
- #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER) // 将数据结构体放到0地址处，天然的结构体中成员的首地址就是成员在结构体中的偏移量
一个简单的例子：
main.c
- #include <stdio.h>
- #include "list.h"
-
- LIST_HEAD(device_list);
-
- typedef struct device_struct
- {
- unsigned char *devname;
- struct list_head entry;
- } device_struct_s;
-
- int main(int argc, const char *argv[])
- {
- device_struct_s led;
- device_struct_s *led2;
-
- led.devname = "led";
-
-
- list_add(&led.entry, &device_list);
-
-
- led2 = list_entry(device_list.next, device_struct_s, entry);
-
- printf("led2.devname = %s\n", led2->devname);
-
- return 0;
- }
led2.devname = led
5. 遍历链表
对linux内核的遍历可以分为遍历链表和遍历链表中的结构体：
从头开始遍历链表，list_for_each宏，
从头开始遍历链表中的结构体，list_for_each_entry宏：
-
-
-
-
-
- #define list_for_each(pos, head) \
- for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)
-
-
-
-
-
-
-
-
- #define list_for_each_entry(pos, head, member) \
- for (pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member); \
- &pos->member != (head); \
- pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))
一个简单的例子：- #include <stdio.h>
- #include "list.h"
-
- LIST_HEAD(device_list);
-
- typedef struct device_struct
- {
- unsigned char *devname;
- struct list_head entry;
- } device_struct_s;
-
- int main(int argc, const char *argv[])
- {
- device_struct_s led, gpio, beep, *tmp;
-
- led.devname = "led";
- gpio.devname = "gpio";
- beep.devname = "beep";
-
-
- list_add(&led.entry, &device_list);
- list_add(&gpio.entry, &device_list);
- list_add(&beep.entry, &device_list);
-
-
- struct list_head *i;
- list_for_each(i, &device_list)
- {
- tmp = list_entry(i, device_struct_s, entry);
- printf("tmp.devname = %s\n", tmp->devname);
- }
-
-
- device_struct_s *j;
- list_for_each_entry(j, &device_list, entry)
- {
- printf("j.devname = %s\n", j->devname);
- }
-
- return 0;
- }
tmp.devname = beep
tmp.devname = gpio
tmp.devname = led
j.devname = beep
j.devname = gpio
j.devname = led
另外：
- linux内核的链表中提供了反向遍历链表的宏list_for_each_prev和list_for_each_entry_reverse，他们分别是list_for_each和list_for_each_entry的反方向的实现，使用方法完全一样。
- 如果遍历不是从链表头开始，而是从已知的某个节点pos开始，则要使用list_for_each_entry_continue宏（使用方法同list_for_each_entry宏）。
- 如果想实现如果pos有值则从pos开始遍历，如果没有则从链表的头开始遍历，为此，Linux专门提供了一个list_prepare_entry(pos,head,member)宏，将它的返回值作为list_for_each_entry_continue()的pos参数，就可以满足这一要求。
我们将list_for_each_prev和list_for_each_entry_reverse的代码和执行结果也写下来：
- printf("list_for_each_prev()\n");
-
- struct list_head *k;
- list_for_each_prev(k, &device_list)
- {
- tmp = list_entry(k, device_struct_s, entry);
- printf("tmp.devname = %s\n", tmp->devname);
- }
-
- printf("list_for_each_reverse()\n");
-
- device_struct_s *g;
- list_for_each_entry_reverse(g, &device_list, entry)
- {
- printf("g.devname = %s\n", g->devname);
- }
【1】此部分是在上边的main.c中实现的
【2】结合上边代码整个的执行结果如下：
list_for_each()
tmp.devname =beep
tmp.devname =gpio
tmp.devname =led
list_for_each_entry()
j.devname = beep
j.devname = gpio
j.devname = led
list_for_each_prev() <--- 可以看到遍历结果是从尾部遍历到头部
tmp.devname = led
tmp.devname = gpio
tmp.devname = beep
list_for_each_reverse() <--- 可以看到遍历结果是从尾部遍历到头部
g.devname = led
g.devname = gpio
g.devname = beep
6. 安全性
只讲一点判断链表是不是为空：
list_empty宏：
- static inline int list_empty(const struct list_head *head)
- {
- return head->next == head;
- }
【内核数据结构】 内核链表分析
标签：initial unp ima start 意思 数据结构 rgb linu 结合
原文地址：http://blog.csdn.net/dengjin20104042056/article/details/68962092
