Linux内核驱动学习（六）----内核链表

http://blog.csdn.net/u011467781/article/details/44106229

回顾链表的概念

Linux内核链表：双向循环链表。

内核链表的设计思想：实现尽可能的代码重用可以使大量的链表设计为单个链表。

内核链表的结构

（代码位于include/linux/list.h中）：

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1. struct list_head  
2. {  
3.     struct list_head *next，*prev;  
4. }  

list_head 结构包含两个指向list_head结构的指针 prev 和 next，由此可见内核的链表具有双链表的功能，实际上，通常它都组织成双向循环链表，这样其能达到的效率最高。

注：

1>以上链表不含数据域，可以嵌入到任何结构中--->这样可以不考虑包含list_head指针的对象结构，进而不需要重写链表的基本操作函数

2>一个结构体中可以含有多个list域--->这样就可以将一个链表挂载到多个不同链表中，例：Linux内核会将进程数据结构（task_struct）同时挂载到任务链表、优先级链表上去。范例：

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1. struct score_list  
2. {  
3.     char name;  
4.     struct list_head *next，*prev;  
5. };  

如何构造内核链表？

在特定对象的的结构中定义一个list_head（只含指针域的结构），通过这个成员将特定的对象连接起来，形成列表，然后通过通用链表函数对其进行插入、删除等操作。。

操作内核链表的函数：

1、INIT_LIST_HEAD:创建/初始化链表---在Linux内核中查找其原型

2、list_add: 在链表头插入节点。

3、list_add_tail : 链表尾插入节点

4、list_del：删除节点

5、list_entry：取出节点

6、list_for_each: 遍历链表

在/linux/list.h查找以下函数，分析其如何实现？

1、INIT_LIST_HEAD:创建/初始化链表---在Linux内核中查找其原型

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1. static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)  
2. {  
3.  list->next = list;  
4.  list->prev = list;  
5. }  

使list_head链表的前驱和后继都指向其自身。进而初始化

2、list_add: 在链表头插入节点。

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1. /**  
2.  * list_add - add a new entry //增加新节点  
3.  * @new: new entry to be added //参数new：将要被增加的节点入口  
4.  * @head: list head to add it after //参数head:增加节点在链表list_head的的表头的后面。  
5.  * Insert a new entry after the specified head.  
6.  * This is good for implementing stacks.---》可用于实现栈  
7.  */  
8. static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)  
9. {  
10.  __list_add(new, head, head->next);// 在head与head->next之间插入新节点  
11. }   

追踪 __list_add(new, head, head->next);

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1. static inline void __list_add(struct list_head *new,  struct list_head *prev,  struct list_head *next)   
2. {  
3.  next->prev = new;  
4.  new->next = next;  
5.  new->prev = prev;  
6.  prev->next = new;  
7. }  

3、list_add_tail : 链表尾插入节点

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1. /**  
2.  * list_add_tail - add a new entry  //增加新节点  
3.  * @new: new entry to be added //新增加的节点  
4.  * @head: list head to add it before //增加节点在head之前  
5.  *  
6.  * Insert a new entry before the specified head.  
7.  * This is useful for implementing queues. //可用于实现队列  
8.  */  
9. static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)  
10. {  
11.  __list_add(new, head->prev, head); //在head之前与head->prev之间插入节点，即在链表队尾插入  
12. }  

4、list_del：删除节点

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1. static inline void list_del(struct list_head *entry)  
2. {  
3.  __list_del(entry->prev, entry->next);  
4.  entry->next = LIST_POISON1;  
5.  entry->prev = LIST_POISON2;  
6. }  

list_del()函数将删除后的prev\next指针分别设为LIST_POISON1、LIST_POISON2

两个特殊值，是为了保证不在链表中的节点项不可访问，对以上两值的访问将引起页面故障

5、list_entry：取出节点，返回指向包含指针域的外部结构的指针

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1. /**  
2.  * list_entry - get the struct for this entry --->返回指向节点的结构的指针（包含head_list的外部结构）  
3.  * @ptr:    the &struct list_head pointer. --->pos  
4.  * @type:   the type of the struct this is embedded in. --->嵌入对象的结构类型  
5.  * @member: the name of the list_struct within the struct. --->嵌入对象的结构中的指针域list_head结构的名字  
6.  */  
7. #define list_entry(ptr, type, member) \  
8.  container_of(ptr, type, member)  

6、liast_for_each: 遍历链表---利用source insight 查找其相关用法

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1. <pre name="code" class="html">/**  
2.  * list_for_each    -   iterate over a list  
3.  * @pos:    the &struct list_head to use as a loop cursor. //遍历过程中的游标，指向各个节点  
4.  * @head:   the head for your list. //指向表头的head  
5.  */  
6. #define list_for_each(pos, head) \                                 
7.  for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)  

可以看做是一个for循环，游标从由head指向的表头节点开始，直到pos到达节点指针head结束。

参考用法。

主要方法为参考Linux内核代码，学习对应函数的用法，以实现整个链表。

部分参考博客：http://blog.csdn.net/houxn22/article/details/30223441

部分参考博客：http://blog.csdn.net/tigerjibo/article/details/8299599#t22