精华内容
下载资源
问答
  • 内核双向链表

    2019-10-08 20:09:22
    链表分为单向链表与双向链表,一般的实现就是在结构体中内嵌指向下一个元素的指针。例如:structname{intnum;...;structname*next;structname*prev;}但是linux内核中的实现确有点特殊他是通过独立定义一个链表结构...

     链表是一种重要的数据结构,应用的非常广泛。链表分为单向链表与双向链表,一般的实现就是在结构体中内嵌指向下一个元素的指针。例如:

    1. struct name {  
    2.     int num;  
    3.     ...;  
    4.     struct name *next;  
    5.     struct name *prev;  
    6. } 
    但是linux内核中的实现确有点特殊他是通过独立定义一个链表结构,通过结构体中内嵌这个结构来完成的,这样就实现了链表的定义与结构体的分离。linux内核中广泛的应用了这种链表,可以这么说,如果没有linux list_head链表就不会有现在linux的强大。本来我就以为只有linux内核用这种链表,但是当我分析完lsusb的代码后,发现这个程序也是用内核链表来组织数据结构的,我想Kroah-Hartman不愧为内核的维护者,连应用程序都带着内核的影子。我就试着在应用程序中使用这种链表,发现他的非常的好用,只要包含list.h,然后在结构体重嵌入这种链表,就能方便的实现数据结构的线性链接。下面我就简单的介绍一下这种链表的实现原理。

            list.h中首先定义了这样一个结构体,这个是链表的基本结构:

    1. struct list_head {  
    2.     struct list_head *next, *prev;  
    3. }; 

    我们使用的时候,在自己的结构体中内嵌这个结构就行了,如下;

    1. struct my_struct {  
    2.     int a;  
    3.     int b;  
    4.     ...  
    5.     struct list_head list;  
      这个链表链接起来的不是结构体本身,而是list_head结构。需要一个链表头,这个链表头是list_head结构,不需要内嵌在任何结构中,在使用链表的时候要定义以及初始化这样一个结构。list.h中已经定义了宏用于定义与初始化链表头,如下

     

    1. #define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }  
    2.   
    3. #define LIST_HEAD(name) \  
    4.     struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)  
    5.   
    6. #define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \  
    7.     (ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \  
    8. while (0) 

     LIST_HEAD(name)宏用来定义一个链表头,使得他的两个指针都指向自己。我们可以直接在程序的变量声明处,直接调用LIST_HEAD(name)宏,来定义并初始化一个名为name的链表,也可以先声明一个链表,调用INIT_LIST_HEAD来初始化这个链表。从宏定义山看不能直接使用LIST_HEAD_INIT,它只适合声明初始化。

            定义了一个链表后,最重要的操作是向链表添加元素,与删除元素以及遍历链表。下面先说添加元素的操作

    1. static inline void __list_add(struct list_head *new,  
    2.                   struct list_head *prev,  
    3.                   struct list_head *next)  
    4. {  
    5.     next->prev = new;  
    6.     new->next = next;  
    7.     new->prev = prev;  
    8.     prev->next = new;  
    9. }  
    10.   
    11. static inline void list_add(struct list_head *newstruct list_head *head)  
    12. {  
    13.     __list_add(new, head, head->next);  
    14. }  
    15. static inline void list_add_tail(struct list_head *newstruct list_head *head)  
    16. {  
    17.     __list_add(new, head->prev, head);  
    18. }

     向链表添加元素只知道链表的头与新的元素地址就可以了,因为链表是双向循环链表,链表头的前一个元素就是这个链表的最后一个元素。list_add是将新元素添加到链表头的后面,ist_add_tail是将心元素添加到链表的尾部,这两个操作如下图所示:

                                       

     

                                                                       图 1 list_add操作


                                                    

                                                                           图 2 list_add_tail操作

     说完了添加元素,下面说一下如何删除链表元素,如下:

    1. static inline void __list_del(struct list_head *prev, struct list_head *next)  
    2. {  
    3.     next->prev = prev;  
    4.     prev->next = next;  
    5. }  
    6.   
    7. static inline void list_del(struct list_head *entry)  
    8. {  
    9.     __list_del(entry->prev, entry->next);  

     删除链表元素也非常简单,只需要找到前一个元素与后一个元素,将他们链接在一起就可以了。

            list_head链表最重要的特点就是链表操作与结构体分离,用list_head链接的链表结构上如下图所示:

                                                              

     

                                                                                                     图 3 list_head链表特点

          但是我们使用链表的目的不是链表本身,而是内嵌链表的结构体,我们可以方便的遍历list_head结构,如下:

    1. for ( mylist = mylist_head->next; mylist != mylist_head; mylist = mylist->next);

       但是这样的程序没有什么作用,我们需要的是结构体。所以需要一种技术使得由list_head的地址找到内嵌他的结构提的地址,这个技术就是内核中顶顶大名的container_of宏,这个宏就是list_head链表的精髓,它的初衷是为了实现由结构体的元素的地址而找到结构体首地址。借鉴这种技术就可以实现我们的目的。如下:

     

     

    1. #define list_entry(ptr, type, member) \  
    2.     ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))  

     

            这个宏实现非常的简单,但是往往伟大的思想就蕴藏在简单的代码中,我们来分析一下这个宏。首先他是一个带参数的宏,有三个参数第一个参数是一个地址,他是结构体中元素的地址,第二个参数是结构体类型,第三个参数是,元素在结构体中的名字。我们以list_head链表为例来说明。例如有如下结构:
    1. struct my_struct {  
    2.     int a;  
    3.     char b;  
    4.     ...  
    5.     strcut list_head list;  

     我们知道了里面的list_head元素的地址为plist,需要找到类型问struct my_struct结构变量的地址。就需要这样调用宏

    struct my_struct *ptr = list_entry(plist, struct my_struct, list);
            list_entry宏实现的非常巧妙,括号比较多,让我们将这个宏分解来看。
    ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
            最外面的一层括号可以去掉,这是为了防止宏扩展的,去掉如下:
    (type *) ((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member))
            现在就比较清楚了,首先(type *)是C强制转换操作,就是将后面的的数据转化成type结构的指针。而后面的操作可以再分解
    (char *)(ptr) - (unsigned long)(&((type *)0)->member)
            这样就是一个减法的操作,前面是一个指针,我们传过去的结构体元素的指针,这里被转化成指向字符的。而后面是一个长整形,可以再分解
    (unsigned long) (&((type *)0)->member)
            显然这个长整形是一个指针转化的,而这个指针又可以再分解,
    &((type *)0)->member
           可以看出这个指针是一个变量取地址得到的,这个变量又是什么呢
    ((type *)0)->member 
           看起来有点奇怪,不过这个操作是整个宏中最精妙的,他将地址0转化成type类型,接下来又取得这个结构的member元素,member就是我们传进来的参数:元素在结构体中的命名。其实((type *)0)->member取的变量是内容是什么一点都不重要,重要的我们要取这个变量的地址。取完这个地址将它转换成unsigned long类型,这样这个数据就是((type *)0)->member相对与地址0的偏移。回到上面的那个减法,将结构体中元素的地址与他与结构体首地址的偏移相减,不就得到了结构体的地址了吗。整个操作如下图所示:

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/liuchengchuxiao/p/4105014.html

    展开全文
  • linux内核双向链表

    2019-06-02 19:39:06
    前面一章"介绍双向链表并给出了C/C++/Java三种实现",本章继续对双向链表进行探讨,介绍的内容是Linux内核双向链表的经典实现和用法。其中,也会涉及到Linux内核中非常常用的两个经典宏定义offsetof和container_of...

     

    概要

    前面一章"介绍双向链表并给出了C/C++/Java三种实现",本章继续对双向链表进行探讨,介绍的内容是Linux内核中双向链表的经典实现和用法。其中,也会涉及到Linux内核中非常常用的两个经典宏定义offsetof和container_of。内容包括:
    1. Linux中的两个经典宏定义
    2. Linux中双向链表的经典实现

    转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3562146.html


    更多内容: 数据结构与算法系列 目录

     

    Linux中的两个经典宏定义

    倘若你查看过Linux Kernel的源码,那么你对 offsetof 和 container_of 这两个宏应该不陌生。这两个宏最初是极客写出的,后来在Linux内核中被推广使用。

    1. offsetof

    1.1 offsetof介绍

    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。

     

    1.2 offsetof示例
    代码(offset_test.c)

     1 #include <stdio.h>
     2 
     3 // 获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。
     4 #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
     5 
     6 struct student
     7 {
     8     char gender;
     9     int id;
    10     int age;
    11     char name[20];
    12 };
    13 
    14 void main()
    15 {
    16     int gender_offset, id_offset, age_offset, name_offset;
    17 
    18     gender_offset = offsetof(struct student, gender);
    19     id_offset = offsetof(struct student, id);
    20     age_offset = offsetof(struct student, age);
    21     name_offset = offsetof(struct student, name);
    22     
    23     printf("gender_offset = %d\n", gender_offset);
    24     printf("id_offset = %d\n", id_offset);
    25     printf("age_offset = %d\n", age_offset);
    26     printf("name_offset = %d\n", name_offset);
    27 }
    View Code

    结果

    gender_offset = 0
    id_offset = 4
    age_offset = 8
    name_offset = 12

    说明简单说说"为什么id的偏移值是4,而不是1"。我的运行环境是linux系统,32位的x86架构。这就意味着cpu的数据总线宽度为32,每次能够读取4字节数据。gcc对代码进行处理的时候,是按照4字节对齐的。所以,即使gender是char(一个字节)类型,但是它仍然是4字节对齐的!

     

    1.3 offsetof图解

    TYPE是结构体,它代表"整体";而MEMBER是成员,它是整体中的某一部分。
    将offsetof看作一个数学问题来看待,问题就相当简单了:已知'整体'和该整体中'某一个部分',而计算该部分在整体中的偏移。

     

     

    2. container_of

    2.1 container_of介绍

    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。
    (04) (char *)__mptr    将__mptr转换为字节型指针。
    (05) offsetof(type,member))    就是获取"member成员"在"结构体type"中的位置偏移。
    (06) (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)。
    (07) (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"。

     

    2.2 container_of示例

    代码(container_test.c)

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <string.h>
     3 
     4 // 获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。
     5 #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
     6 
     7 // 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
     8 #define container_of(ptr, type, member) ({          \
     9     const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    \
    10     (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
    11 
    12 struct student
    13 {
    14     char gender;
    15     int id;
    16     int age;
    17     char name[20];
    18 };
    19 
    20 void main()
    21 {
    22     struct student stu;
    23     struct student *pstu;
    24 
    25     stu.gender = '1';
    26     stu.id = 9527;
    27     stu.age = 24;
    28     strcpy(stu.name, "zhouxingxing");
    29 
    30     // 根据"id地址" 获取 "结构体的地址"。
    31     pstu = container_of(&stu.id, struct student, id);
    32 
    33     // 根据获取到的结构体student的地址,访问其它成员
    34     printf("gender= %c\n", pstu->gender);
    35     printf("age= %d\n", pstu->age);
    36     printf("name= %s\n", pstu->name);
    37 }
    View Code

    结果

    gender= 1
    age= 24
    name= zhouxingxing

     

    2.3 container_of图解

    type是结构体,它代表"整体";而member是成员,它是整体中的某一部分,而且member的地址是已知的。
    将offsetof看作一个数学问题来看待,问题就相当简单了:已知'整体'和该整体中'某一个部分',要根据该部分的地址,计算出整体的地址。

     

    Linux中双向链表的经典实现

    1. Linux中双向链表介绍

    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

     

    Linux中双向链表的使用思想
    它是将双向链表节点嵌套在其它的结构体中;在遍历链表的时候,根据双链表节点的指针获取"它所在结构体的指针",从而再获取数据。

    我举个例子来说明,可能比较容易理解。假设存在一个社区中有很多人,每个人都有姓名和年龄。通过双向链表将人进行关联的模型图如下:

    person代表人,它有name和age属性。为了通过双向链表对person进行链接,我们在person中添加了list_head属性。通过list_head,我们就将person关联起来了。

    struct person 
    { 
        int age; 
        char name[20];
        struct list_head list; 
    };

     

     

    2. Linux中双向链表的源码分析

    (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

    复制代码
    #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;
    }

    复制代码

    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

    复制代码
    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);
    }

    复制代码

    __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

    复制代码
    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);
    }

    复制代码

    __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

    复制代码
    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;
    }
    复制代码

    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。

     

    3. Linux中双向链表的使用示例

    双向链表代码(list.h)

      1 #ifndef _LIST_HEAD_H
      2 #define _LIST_HEAD_H
      3 
      4 // 双向链表节点
      5 struct list_head {
      6     struct list_head *next, *prev;
      7 };
      8 
      9 // 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。
     10 #define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }
     11 
     12 // 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。
     13 #define LIST_HEAD(name) \
     14     struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)
     15 
     16 // 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。
     17 static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)
     18 {
     19     list->next = list;
     20     list->prev = list;
     21 }
     22 
     23 // 添加节点:将new插入到prev和next之间。
     24 static inline void __list_add(struct list_head *new,
     25                   struct list_head *prev,
     26                   struct list_head *next)
     27 {
     28     next->prev = new;
     29     new->next = next;
     30     new->prev = prev;
     31     prev->next = new;
     32 }
     33 
     34 // 添加new节点:将new添加到head之后,是new称为head的后继节点。
     35 static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)
     36 {
     37     __list_add(new, head, head->next);
     38 }
     39 
     40 // 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。
     41 static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
     42 {
     43     __list_add(new, head->prev, head);
     44 }
     45 
     46 // 从双链表中删除entry节点。
     47 static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)
     48 {
     49     next->prev = prev;
     50     prev->next = next;
     51 }
     52 
     53 // 从双链表中删除entry节点。
     54 static inline void list_del(struct list_head *entry)
     55 {
     56     __list_del(entry->prev, entry->next);
     57 }
     58 
     59 // 从双链表中删除entry节点。
     60 static inline void __list_del_entry(struct list_head *entry)
     61 {
     62     __list_del(entry->prev, entry->next);
     63 }
     64 
     65 // 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。
     66 static inline void list_del_init(struct list_head *entry)
     67 {
     68     __list_del_entry(entry);
     69     INIT_LIST_HEAD(entry);
     70 }
     71 
     72 // 用new节点取代old节点
     73 static inline void list_replace(struct list_head *old,
     74                 struct list_head *new)
     75 {
     76     new->next = old->next;
     77     new->next->prev = new;
     78     new->prev = old->prev;
     79     new->prev->next = new;
     80 }
     81 
     82 // 双链表是否为空
     83 static inline int list_empty(const struct list_head *head)
     84 {
     85     return head->next == head;
     86 }
     87 
     88 // 获取"MEMBER成员"在"结构体TYPE"中的位置偏移
     89 #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
     90 
     91 // 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
     92 #define container_of(ptr, type, member) ({          \
     93     const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    \
     94     (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
     95 
     96 // 遍历双向链表
     97 #define list_for_each(pos, head) \
     98     for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)
     99 
    100 #define list_for_each_safe(pos, n, head) \
    101     for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \
    102         pos = n, n = pos->next)
    103 
    104 #define list_entry(ptr, type, member) \
    105     container_of(ptr, type, member)
    106 
    107 #endif
    View Code

    双向链表测试代码(test.c)

     1 #include <stdio.h> 
     2 #include <stdlib.h>
     3 #include <string.h>
     4 #include "list.h" 
     5 
     6 struct person 
     7 { 
     8     int age; 
     9     char name[20];
    10     struct list_head list; 
    11 };
    12 
    13 void main(int argc, char* argv[]) 
    14 { 
    15     struct person *pperson; 
    16     struct person person_head; 
    17     struct list_head *pos, *next; 
    18     int i;
    19 
    20     // 初始化双链表的表头 
    21     INIT_LIST_HEAD(&person_head.list); 
    22 
    23     // 添加节点
    24     for (i=0; i<5; i++)
    25     {
    26         pperson = (struct person*)malloc(sizeof(struct person));
    27         pperson->age = (i+1)*10;
    28         sprintf(pperson->name, "%d", i+1);
    29         // 将节点链接到链表的末尾 
    30         // 如果想把节点链接到链表的表头后面,则使用 list_add
    31         list_add_tail(&(pperson->list), &(person_head.list));
    32     }
    33 
    34     // 遍历链表
    35     printf("==== 1st iterator d-link ====\n"); 
    36     list_for_each(pos, &person_head.list) 
    37     { 
    38         pperson = list_entry(pos, struct person, list); 
    39         printf("name:%-2s, age:%d\n", pperson->name, pperson->age); 
    40     } 
    41 
    42     // 删除节点age为20的节点
    43     printf("==== delete node(age:20) ====\n");
    44     list_for_each_safe(pos, next, &person_head.list)
    45     {
    46         pperson = list_entry(pos, struct person, list);
    47         if(pperson->age == 20)
    48         {
    49             list_del_init(pos);
    50             free(pperson);
    51         }
    52     }
    53 
    54     // 再次遍历链表
    55     printf("==== 2nd iterator d-link ====\n");
    56     list_for_each(pos, &person_head.list)
    57     {
    58         pperson = list_entry(pos, struct person, list);
    59         printf("name:%-2s, age:%d\n", pperson->name, pperson->age);
    60     }
    61 
    62     // 释放资源
    63     list_for_each_safe(pos, next, &person_head.list)
    64     {
    65         pperson = list_entry(pos, struct person, list); 
    66         list_del_init(pos); 
    67         free(pperson); 
    68     }
    69      
    70 }
    View Code

     

    运行结果

    复制代码
    ==== 1st iterator d-link ====
    name:1 , age:10
    name:2 , age:20
    name:3 , age:30
    name:4 , age:40
    name:5 , age:50
    ==== delete node(age:20) ====
    ==== 2nd iterator d-link ====
    name:1 , age:10
    name:3 , age:30
    name:4 , age:40
    name:5 , age:50
    复制代码

     

    展开全文
  • 链表是Linux内核中非常重要的数据结构,在日常内核驱动开发过程中,往往需要遍历内核的某个链表,内核提供了一套完整的双链表机制,使开发者可以在内核私有数据结构中轻松构建双向链表,这里一起学习以下双向链表的...

    0x01:链表
    链表是Linux内核中非常重要的数据结构,在日常内核驱动开发过程中,往往需要遍历内核的某个链表,内核提供了一套完整的双链表机制,使开发者可以在内核私有数据结构中轻松构建双向链表,这里一起学习以下双向链表的构建和遍历方法,具体链表的知识可以参考文末链接;

    0x02:双向链表的构建和遍历
    直接给出代码:

    //list.c
    #include <linux/kernel.h>
    #include <linux/init.h>
    #include <linux/module.h>
    
    /* header of list */
    #include <linux/list.h>
    
    /* private structure */
    struct node {
        const char *name;
        struct list_head list;
    };
    
    /* Initialize a group node structure */
    static struct node node0 = { .name = "BiscuitOS_node0", };
    static struct node node1 = { .name = "BiscuitOS_node1", };
    static struct node node2 = { .name = "BiscuitOS_node2", };
    static struct node node3 = { .name = "BiscuitOS_node3", };
    static struct node node4 = { .name = "BiscuitOS_node4", };
    static struct node node5 = { .name = "BiscuitOS_node5", };
    static struct node node6 = { .name = "BiscuitOS_node6", };
    
    /* Declaration and implement a bindirect-list */
    LIST_HEAD(BiscuitOS_list);
    
    static __init int list_entry_init(void)
    {
      struct node *np;
    
      /* add a new entry on special entry */
      list_add_tail(&node0.list, &BiscuitOS_list);
      list_add_tail(&node1.list, &BiscuitOS_list);
      list_add_tail(&node2.list, &BiscuitOS_list);
      list_add_tail(&node3.list, &BiscuitOS_list);
      list_add_tail(&node4.list, &BiscuitOS_list);
      list_add_tail(&node5.list, &BiscuitOS_list);
      list_add_tail(&node6.list, &BiscuitOS_list);
    
      printk("BiscuitOS_list:\n");
      /* Traverser all node on bindirect-list */
      list_for_each_entry(np, &BiscuitOS_list, list)
        printk("%s\n", np->name);
    
      /* get the struct for this entry */
      np = list_entry(BiscuitOS_list.next, struct node, list);
      printk("The entry struct node: %s\n", np->name);
    
      /* get the first element from a list */
      np = list_first_entry(&BiscuitOS_list, struct node, list);
      printk("The first entry struct node: %s\n", np->name);
    
      return -1;
    }
    
    
    static void __exit list_entry_exit(void)
    {
      printk("Bye bye list_entry\n");
    }
    
    module_init(list_entry_init);
    module_exit(list_entry_exit); 
    MODULE_LICENSE("GPL");
    

    Makefile:

    obj-m += list.o
    
    KBUILD_CFLAGS+= -g
    
    all:
    	make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
    
    clean:
    	make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
    

    0x03:实际效果

    [ 2113.170373] BiscuitOS_list:
    [ 2113.170374] BiscuitOS_node0
    [ 2113.170374] BiscuitOS_node1
    [ 2113.170375] BiscuitOS_node2
    [ 2113.170375] BiscuitOS_node3
    [ 2113.170375] BiscuitOS_node4
    [ 2113.170375] BiscuitOS_node5
    [ 2113.170375] BiscuitOS_node6
    [ 2113.170376] The entry struct node: BiscuitOS_node0
    [ 2113.170376] The first entry struct node: BiscuitOS_node0
    

    0x04:代码分析
    主要代码逻辑为:
    1.建立私有数据结构体 struct node;
    2.初始化数据结构;
    3.声明链表头,用于后续数据访问;
    4.list_for_each_entry()函数遍历双向链表,参数1为私有数据结构类型,参数2为头节点,参数3为struct node list_head;

    参考链接:
    https://biscuitos.github.io/blog/LIST/

    展开全文
  • 内核双向链表的在linux内核中的位置:/include/linux/list.h 使用双向链表的过程,主要过程包括创建包含struct link_head结构的结构体(item),建立链表头,向链表中添加item(自定义数据结构,双向链表数据单元)...

    linux link list结构图如下:



    内核双向链表的在linux内核中的位置:/include/linux/list.h

    使用双向链表的过程,主要过程包括创建包含struct link_head结构的结构体(item),建立链表头,向链表中添加item(自定义数据结构,双向链表数据单元),删除链表节点,遍历链表,判空等。

    1、建立自定义链表数据结构

    1. struct kool_list{  
    2.     int to;  
    3.     struct list_head list;  //包含链表头
    4.     int from;  
    5.     };//自定义欲链接的数据额结构,并包含双向链表结构  
    2、建立链表头

    1.     struct kool_list mylist;  
    2.     INIT_LIST_HEAD(&mylist.list);//初始化一个链表表头  
    3.   
    或者

    static LIST_HEAD(adc_host_head);//初始化一个链表头adc_host_head

    第二种创建链表头和第一种的区别在于,第二种在编译的时候才会被初始化。还有一点就是链表头是独立的还是位于自定义链表数据结构中的。就好比在《例说Linux内核链表(二)》中给出的链表结构图和本文给出的结构图的区别。

    3、向链表添加item

    list_add(struct list_head *new, struct list_head *head);

    例如:

    1.  struct kool_list *tmp;  

    2.  tmp= (struct kool_list *)malloc(sizeof(struct kool_list));  
    3.           
    4.  printf("enter to and from:");  
    5.  scanf("%d %d", &tmp->to, &tmp->from);  //初始化数据结构
    6.         /* add the new item 'tmp' to the list of items in mylist */  
    7.  list_add(&(tmp->list), &(mylist.list));//项链表中添加新的元素节点,tmp中的list  

    list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head);

    在链表的尾部添加一个item,和list_add的区别在于,list_add把新的item加到了链表头的后面,list_add_tail把item加到了链表头的前面。

    4、遍历链表

    list_for_each_entry(type *cursor, struct list_head *list, member)

    这并不是一个函数,它是一个for循环,依次列出要遍历的链表,三个元素代表的意义:type *cursor代表item的指针,struct list_head *list是链表头,member是item中包含的list_head数据项。通过这三个数据可以定位到链表的每一个数据元素。其中定位原理就是结构体偏移。

    例如:

    1.  list_for_each_entry(tmp, &mylist.list, list)  
    2.          printf("to= %d from= %d\n", tmp->to, tmp->from);  

    这个宏可以分为两步,第一步是遍历链表,pos依次指向链表中每个item的struct list_head 结构,第二步是获取pos指向的struct list_head所在的item。这里是tmp 。

    list_for_each(pos, &mylist.list){//遍历链表,pos依次指向链表的元素

    tmp= list_entry(pos, struct kool_list, list);//获得包含pos节点的数据结构指针    

    5、删除

    删除链表中的某节点,首先要使用安全遍历,然后再删除。

    例如:

      

    1. list_for_each_safe(pos, q, &mylist.list){  
    2.          tmp= list_entry(pos, struct kool_list, list);  
    3.          printf("freeing item to= %d from= %d\n", tmp->to, tmp->from);  
    4.          list_del(pos);  

    6、链表空

    int list_empty(struct list_head *head);

    Returns a nonzero value if the given list is empty.


    参考网站:http://www.makelinux.net/ldd3/chp-11-sect-5 

    版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。

    原文:http://blog.csdn.net/eliot_shao/article/details/47253297

    展开全文
  • 传统的链表把数据域和指针域放在一起来进行操作,不方便移植。linux 内核链表对双向链表进行了高度抽象,实现了解耦,便于扩展和代码复用。
  • linux 双向链表
  • 内核双向链表笔记

    2020-06-24 16:53:57
    遇到一个这个样的定义static list_create( table_done_list );,居然没有声明table_done_list 这个变量 跟踪代码#define list_create(name) \ struct list name = list_init(name) 可以看到list_create是一个宏...
  • 详细的介绍了Linux内核中使用的最频繁的双向链表
  • 内核双向链表demo

    2019-03-25 22:05:51
    #include <stdio.h> #include <stddef.h> struct list_head { struct list_head *next, *prev; }; #define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) } #define LIST_HEAD(name) \ ...
  • 本章介绍的内容是Linux内核双向链表的经典实现和用法。其中,也会涉及到Linux内核中非常常用的两个经典宏定义offsetof和container_of。内容包括: 1. Linux中的两个经典宏定义 2. Linux中双向链表的经典实现 ...
  • 本项目的制作除了新建、插入、删除显示信息条外,附加密码锁、用户模式与客服模式,信息内容齐全,值得学习!!!!!!
  • 文章目录一、Liteos_a中的双向链表 LOS_DL_LIST二、 数据结构三、 接口分析3.1 LOS_ListInit3.2 LOS_DL_LIST_FIRST3.3 LOS_DL_LIST_IS_END3.3 LOS_DL_LIST_IS_ON_QUEUE3.3 LOS_DL_LIST_LAST3.3 LOS_ListAdd3.3 LOS_...
  • 举个栗子 struct student { // 学生 int id; // 学号 ...struct student 可以表示一个学生的链表(将一个个学生链起来),成员 struct student *next, *prev; 可以表示前和后的指针 list_head struct...
  • 内核双向链表list.h中的list_entry定义: #define list_entry(ptr, type, member) container_of(ptr, type, member) 程序注释为: /**  * list_entry - get the struct for this entry  * @ptr: the &...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 1,313
精华内容 525
关键字:

内核双向链表