Linux内核数据结构—链表

            [b][b][b][b][b](点击上方蓝字，快速关注)[/b][/b][/b][/b][/b]链表（循环双向链表）是Linux内核中最简单、最常用的一种数据结构。内核中关于链表定义的代码位于： include/linux/list.h。list.h文件中对每个函数都有注释，这里就不详细说了。其实刚开始只要先了解一个常用的链表操作（追加，删除，遍历）的实现方法，其他方法基本都是基于这些常用操作的。

链表结构：




1. 链表的初始化

初始化是一个双向链表，还是环状的，这和stl中的list是一样的。下面是形成一个空链表，list作为头指针（不是头节点）


 

2. 访问数据
内核链表不同于普通链表的是，它是内嵌到数据对象中，这么说来，就是同类型的对象内部都嵌有这个链表，并且是通过这个链表穿针引线在一起，我们关心的是对象中的数据内容，那么究竟是如何通过对象内部的链表来访问其中的数据内容的呢？



宏定义转到：



还有一个：



从后往前一步步分析：将0x0地址强制转换为TYPE*类型，然后取TYPE中的成员MEMBER地址，因为起始地址为0，得到的MEMBER的地址就直接是该成员相对于TYPE对象的偏移地址了。所以该语句的功能是：得到TYPE类型对象中MEMBER成员的地址偏移量。 对于container_of:先看第一条：const typeof(((type *)0)->member)*__mptr = (ptr); 首先将0x0转换为TYPE类型的指针变量，再引用member成员，typeof(x)返回的是x的数据类型，所以typeof(((type*)0)->member)返回的就是member成员的数据类型，该语句就是将__mptr强制转换为member成员的数据类型，然后再将ptr赋给它。ptr本来就是指向member的指针；说白了，就是定义一个member成员类型的指针变量，然后将ptr赋给它。好，来看下一条语句：先将__mptr强制转换为char*类型（因为char* 类型进行加减的话，加减量为sizeof(char)*offset，char占一个字节空间，这样指针加减的步长就是1个字节，实现加一减一。）实现地址的精确定位，如果不这样的话，假如原始数据类型是int，那么这减去offset，实际上就是减去sizeof(int *)*offset 的大小了。所以整体意思就是：得到指向type的指针，已知成员的地址，然后减去这个成员相对于整个结构对象的地址偏移量，不就得到这个数据对象的地址么最后看list_entry:有了前面的剖析，好理解了，该宏定义作为右值，返回type类型对象的地址。type->member，表明member是type中的成员，所以可以得知member是内嵌的链表，type则是对象指针，那么ptr是链表类型指针，并且是属于那个穿针引线的链表中的某一个链表节点，所有的对象结构都挂在ptr所在的链表上。该宏定义可以返回ptr对应链表节点的对象的地址。关键是对应，找到的对象的地址是ptr这个链表所对应的那个对象的地址。ptr和member之间的关系就是，ptr是member类型的指针。其实上面就是地址的强制转换，然后得到偏移量之类的，就是指针，而且上面有个特点，那就是跟结构体中的内存对齐无关。
 3. 遍历链表（实际是得到指定链表节点对应的数据对象结构）有了前面的定位某个结构地址，遍历就好办了。得到第一个节点元素地址


上面传入的ptr是将各个type对象串起来的链表的头指针，ptr->next 就是该链表的第一个节点。上面返回值就是挂载在第一个节点上的对象地址。对象结构就是像下面这样挂载在链表上：

 


访问第一个对象就是：



遍历所有数据对象就是：
 


 
4、添加元素






new元素添加到prev的后面，next的前面。



5、删除元素






6、替换元素






7、移动元素