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linux内核-双向链表

时间:2014-05-18 01:30:21      阅读:515      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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linux中的经典宏定义

offsetof

定义:offsetof在linux内核的include/linux/stddef.h中定义。

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

说明:获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。

(01) ( (TYPE *)0 ) 将零转型为TYPE类型指针,即TYPE类型的指针的地址是0。

(02) ((TYPE *)0)->MEMBER 访问结构中的数据成员。

(03) &( ( (TYPE *)0 )->MEMBER ) 取出数据成员的地址。由于TYPE的地址是0,这里获取到的地址就是相对MEMBER在TYPE中的偏移。

(04) (size_t)(&(((TYPE*)0)->MEMBER)) 结果转换类型。对于32位系统而言,size_t是unsigned int类型;对于64位系统而言,size_t是unsigned long类型。

container_of

定义:container_of在linux内核的include/linux/kernel.h中定义。

#define container_of(ptr, type, member) ({              const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);        (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

说明:根据"结构体(type)变量"中的"域成员变量(member)的指针(ptr)"来获取指向整个结构体变量的指针。

(01) typeof( ( (type *)0)->member ) 取出member成员的变量类型。

(02) const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr) 定义变量__mptr指针,并将ptr赋值给__mptr。经过这一步,__mptr为member数据类型的常量指针,其指向ptr所指向的地址。

(03) (char *)__mptr 将__mptr转换为字节型指针。

(04) offsetof(type,member)) 就是获取"member成员"在"结构体type"中的位置偏移。

(05) (char *)__mptr - offsetof(type,member)) 就是用来获取"结构体type"的指针的起始地址(为char *型指针)。

(06) (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) ) 就是将"char *类型的结构体type的指针"转换为"type *类型的结构体type的指针"。

 

Linux双向链表实现

Linux双向链表的定义主要涉及到两个文件:

include/linux/types.h

include/linux/list.h

(01). 节点定义

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

虽然名称list_head,但是它既是双向链表的表头,也代表双向链表的节点。

(02). 初始化节点

#define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }

#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;
}

LIST_HEAD的作用是定义表头(节点):新建双向链表表头name,并设置name的前继节点和后继节点都是指向name本身。
LIST_HEAD_INIT的作用是初始化节点:设置name节点的前继节点和后继节点都是指向name本身。
INIT_LIST_HEAD和LIST_HEAD_INIT一样,是初始化节点:将list节点的前继节点和后继节点都是指向list本身。

(03). 添加节点

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;
}

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);
}

__list_add(new, prev, next)的作用是添加节点:将new插入到prev和next之间。在linux中,以"__"开头的函数意味着是内核的内部接口,外部不应该调用该接口。
list_add(new, head)的作用是添加new节点:将new添加到head之后,是new称为head的后继节点。
list_add_tail(new, head)的作用是添加new节点:将new添加到head之前,即将new添加到双链表的末尾。

(04). 删除节点

static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)
{
    next->prev = prev;
    prev->next = next;
}

static inline void list_del(struct list_head *entry)
{
    __list_del(entry->prev, entry->next);
}

static inline void __list_del_entry(struct list_head *entry)
{
    __list_del(entry->prev, entry->next);
}

static inline void list_del_init(struct list_head *entry)
{
    __list_del_entry(entry);
    INIT_LIST_HEAD(entry);
}

__list_del(prev, next) 和__list_del_entry(entry)都是linux内核的内部接口。
__list_del(prev, next) 的作用是从双链表中删除prev和next之间的节点。
__list_del_entry(entry) 的作用是从双链表中删除entry节点。

list_del(entry) 和 list_del_init(entry)是linux内核的对外接口。
list_del(entry) 的作用是从双链表中删除entry节点。
list_del_init(entry) 的作用是从双链表中删除entry节点,并将entry节点的前继节点和后继节点都指向entry本身。

(05). 替换节点

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;
}

bubuko.com,布布扣

list_replace(old, new)的作用是用new节点替换old节点。

(06). 判断双链表是否为空

static inline int list_empty(const struct list_head *head)
{
    return head->next == head;
}

list_empty(head)的作用是判断双链表是否为空。它是通过区分"表头的后继节点"是不是"表头本身"来进行判断的。

(07). 获取节点

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

list_entry(ptr, type, member) 实际上是调用的container_of宏。
它的作用是:根据"结构体(type)变量"中的"域成员变量(member)的指针(ptr)"来获取指向整个结构体变量的指针。

(08). 遍历节点

#define list_for_each(pos, head)     for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)

#define list_for_each_safe(pos, n, head)     for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head);         pos = n, n = pos->next)

list_for_each(pos, head)和list_for_each_safe(pos, n, head)的作用都是遍历链表。但是它们的用途不一样!
list_for_each(pos, head)通常用于获取节点,而不能用到删除节点的场景。
list_for_each_safe(pos, n, head)通常删除节点的场景。

linux内核-双向链表,布布扣,bubuko.com

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原文地址:http://www.cnblogs.com/lucas-hsueh/p/3734090.html

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