Linux内核设备驱动之内核中链表的使用笔记整理

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 * 内核中链表的应用
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(1)介绍

在Linux内核中使用了大量的链表结构来组织数据，包括设备列表以及各种功能模块中的数据组织。这些链表大多采用在include/linux/list.h实现的一个相当精彩的链表数据结构。

链表数据结构的定义很简单:

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，内核的数据结构通常组织成双循环链表。

和以前介绍的双链表结构模型不同，这里的list_head没有数据域。在Linux内核链表中，不是在链表结构中包含数据，而是在数据结构中包含链表节点。如：

struct my_struct{
 struct list_head list;
 unsigned long dog;
 void *cat;
};

linux中的链表没有固定的表头，从任何元素开始访问都可以。遍历链表仅仅需要从某个节点开始，沿指针访问下一个节点，直到又重新回到最初这个节点就可以了。每个独立的节点都可以被称作是链表头。

(2)链表的初始化

a.静态

如果在编译时静态创建链表，并且直接引用它，如下：

struct my_struct mine={
 .lost = LIST_HEAD_INIT(mine.list);
 .dog = 0,
 .cat = NULL
};
//或
static LIST_HEAD(fox);
/*等于struct list_head fox = LIST_HEAD_INIT(fox); */

b.动态

struct my_struct *p;
p = kmalloc(GFP_KERNEL, sizeof(my_struct));
p->dog = 0;
p->cat = NULL;
INIT_LIST_HEAD(&p->list);

(3)操作链表

内核提供了一组函数来操作链表。

注意！这些函数都使用一个或多个list_head结构体指针作参数。定义在<linux/list.h>

a.增加节点

list_add(struct list_head *new, 
     struct list_head *head);
//向指定链表的head节点后面插入new节点

b.把节点增加到链表尾

list_add_tail(struct list_head *new, 
     struct list_head *head);
//向指定链表的head节点前面插入new节点

c.从链表删除一个节点

list_del(struct list_head *entry);
//将entry从链表中移走

d.把节点从一个链表移到另一个链表

list_move(struct list_head *list, 
     struct list_head *head);

从一个链表中摘除list项，然后将其插入head的后面

e.list_empty(struct list_head *head);

链表为空返回非0值，否则返回0

f.合并链表

list_splice(struct list_head *list, 
      struct list_head *head);
//注意！新的链表不包括list节点

(4)遍历链表

链表本身不重要，访问到那个包含链表的结构体才重要

a.从链表指针获得包含该链表的结构体的指针

list_entry(struct list_head *ptr,
      type_of_struct, 
      field_name);

• ptr: list_head指针
• type_of_struct: 包含ptr的结构体类型
• field_name: 结构体中链表字段的名字

如：

my_struct *p = (list_head *ptr, my_struct, list);

b.遍历链表

list_for_each(struct list_head *cursor,
       struct list_head *list);
//常常和list_entry配套使用
//注意！用list_for_each遍历时，不包括头节点

c.遍历的同时获得大结构体指针

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

d.遍历链表的同时释放每个被遍历到的节点

list_for_each_entry_safe(type *cursor, 
     type *tmp;
     struct list_head *list,
     member);