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LinuxKernel 入侵式双向链表的设计,分析,使用

时间:2023-02-11 16:35:25浏览次数:65  
标签:head LIST list LinuxKernel 链表 双向 test ptr

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前置说明

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  本文发布于 2016-06-06 14:49:11,现用MarkDown+图床做备份更新。blog原图已丢失,使用csdn所存的图进行更新。(BlogID=020)

环境说明

  无

前言


  无





入侵式链表


  链表按照实现原理我分为两类,一是普通的链表,二是入侵式链表。(区别就是,链表结构体里面有没有数据)。由于我重写了Linux 链表的实现,部分东西被我更改,所以文中代码以我的实际代码为例。

下面围绕几点来理解一下:

  链表元素结构体声明:

// 
typedef struct y_list_head {
struct y_list_head *next;
struct y_list_head *prev;
} Y_LISTHEAD;

  节点元素结构体声明:

// 
typedef struct {
int a;
Y_LISTHEAD list;
} test;

  链表的头节点(用于存放一个链表的逻辑头,由于链表是双向,每个节点都是头):

//declare a node for head of list .
#define LIST_HEAD(name) \
	Y_LISTHEAD name = LIST_HEAD_INIT(name)

  这里为了展示例子,我申请了几个变量:

test* ptr_test;
Y_LISTHEAD * pos;
test * entry;

  为节点申请内存,并赋值

ptr_test = (test *)malloc(sizeof(test));
ptr_test->a = 0;

  现在节点创建完毕,开始加入到链表

/*
 * Insert a new entry between two known consecutive entries.
 *
 * This is only for internal list manipulation where we know
 * the prev/next entries already!
 */
static inline void __list_add(Y_LISTHEAD *new,
                  Y_LISTHEAD *prev,
                  Y_LISTHEAD *next)
{
    next->prev = new;
    new->next = next;
    new->prev = prev;
    prev->next = new;
}
 
/**
 * list_add - add a new entry
 * @new: new entry to be added
 * @head: list head to add it after
 *
 * Insert a new entry after the specified head.
 * This is good for implementing stacks.
 */
static inline void list_add(Y_LISTHEAD *new, Y_LISTHEAD *head)
{
    __list_add(new, head, head->next);
}

LIST_ADD(&ptr_test->list,&test_list);

  同理,在添加几个。(详情见末尾例子),然后,遍历链表并输出:

// 这里解释一下 GET_ENTRY()宏函数
//caculate offset-value about member to start of the struct 
//计算结构体地址和结构体某成员的地址差值,也就是偏移值
#define OFFSET(type, member) ((unsigned int) &((type *)0)->member)

//第一行声明了一个结构体元素类型的指针
//第二行通过偏移值计算结构体地址,这样就可以得到结构体内所有元素的值
//第三个参数member 为节点元素中,链表变量名
//第二个参数为节点元素类型名
#define GET_ENTRY(ptr, type, member) \
({   				\
    const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);	\
    (type *)( (char *)__mptr - OFFSET(type,member) );		\
})
/**
 * list_for_each iterate over a list
 * @pos:the &struct list_head to use as a loop cursor.
 * @head:the head for your list.
 */
#define LIST_FOR_EACH(pos, head) \
    for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)

LIST_FOR_EACH(pos,&test_list){
		
	entry = GET_ENTRY(pos,test,list);	
	printf("%d\n",entry->a);
}
// 同理,  LIST_DEL_ENTRY()之类的宏定义都是同样的实现。

  实例:list_test.c

/*
*	FileName:list_test.c
*	Version: 1.0
*	Description: The file test my list if it is right
*	Created On:2016-5-15
*	Modified date:
*	Author:Sky
*
*/
#include <stdio.h>
#include "Y_List/Y_List.h"
 
typedef struct {
	int a;
	Y_LISTHEAD list;
} test;
 
test* ptr_test;
 
int main(int argc, char * argv[]){
	
	//test head;
 
	LIST_HEAD(test_list);
	Y_LISTHEAD * pos;
	test * entry;
	
	//INIT_LIST_HEAD(head->list);
	
	
	ptr_test = (test *)malloc(sizeof(test));
	ptr_test->a = 0;
	
	LIST_ADD(&ptr_test->list,&test_list);
 
	ptr_test = (test *)malloc(sizeof(test));
	ptr_test->a = 2;
	
	LIST_ADD_TAIL(&ptr_test->list,&test_list);
 
	ptr_test = (test *)malloc(sizeof(test));
	ptr_test->a = 4;
	
	LIST_ADD(&ptr_test->list,&test_list);
 
	ptr_test = (test *)malloc(sizeof(test));
	ptr_test->a = 8;
	
	LIST_ADD_TAIL(&ptr_test->list,&test_list);
 
 
	LIST_FOR_EACH(pos,&test_list){
		
		entry = GET_ENTRY(pos,test,list);	
		printf("%d\n",entry->a);
	}
 
 
	LIST_DEL_ENTRY(&(ptr_test->list));
 
 
	LIST_FOR_EACH(pos,&test_list){
		
		entry = GET_ENTRY(pos,test,list);	
		printf("%d\n",entry->a);
	}
 
	
	LIST_FOR_EACH(pos,&test_list){
		
		entry = GET_ENTRY(pos,test,list);
		free(entry);
	}
 
 
	return 0;
}

// LIST_ADD在给出地址后添加一个元素
// LIST_ADD_TAIL在给出地址前添加一个元素
// LIST_DEL_ENTRY删除指定地址的节点

  运行截图:

rep_img

  其实链表只有几个部分要主要:

  • 链表结构体

  • 节点结构体

  • 链表头

  • 链表增删改查

  而在Linux的链表实现中,要注意下面这个东西,怎么确定的节点结构体地址,这是LInux链表实现的核心。搞清楚了这个,Linux链表你就会了GET_ENTRY()

  如果希望查看上面项目代码,移步:https://github.com/flyinskyin2013/Y_LINUX_FRAME/tree/master/include/Y_List





后记


  无

参考文献




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From: https://www.cnblogs.com/Iflyinsky/p/17111920.html