鏈表(循環(huán)雙向鏈表)是Linux內(nèi)核中最簡單、最常用的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

1、鏈表的定義

struct list_head {

struct list_head *next, *prev;

}

這個不含數(shù)據(jù)域的鏈表,可以嵌入到任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,例如可按如下方式定義含有數(shù)據(jù)域的鏈表：

struct my_list {

void ?* mydata;

struct list_head ?list;

} ;

2、鏈表的聲明和初始化宏

struct list_head 只定義了鏈表結(jié)點,并沒有專門定義鏈表頭.那么一個鏈表結(jié)點是如何建立起來的？

內(nèi)核代碼 list.h 中定義了兩個宏：

#defind ?LIST_HEAD_INIT(name) ? ?{ &(name), &(name) } ? ? ?//僅初始化

#defind ?LIST_HEAD(name) ? ? struct list_head ?name = LIST_HEAD_INIT(name) ?//聲明并初始化

如果要聲明并初始化鏈表頭mylist_head，則直接調(diào)用：LIST_HEAD(mylist_head)，之后，

mylist_head的next、prev指針都初始化為指向自己。這樣，就有了一個帶頭結(jié)點的空鏈表。

判斷鏈表是否為空的函數(shù)：

static inline int list_empty(const struct list_head ?* head) {

return head->next ?== ?head;

} ? ?//返回1表示鏈表為空，0表示不空

3、在鏈表中增加一個結(jié)點

(內(nèi)核代碼中，函數(shù)名前加兩個下劃線表示內(nèi)部函數(shù))

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 ;

}

list.h 中增加結(jié)點的兩個函數(shù)為：

(鏈表是循環(huán)的，可以將任何結(jié)點傳遞給head，調(diào)用這個內(nèi)部函數(shù)以分別在鏈表頭和尾增加結(jié)點)

static inline void list_add(struct list_head *new, struct llist_head *head)

{

__list_add(new, head, head -> next) ;

}

static inline void list_add_tail(struct list_head 8new, struct list_head *head)

{

__list_add(new, head -> prev, head) ;

}

附：給head傳遞第一個結(jié)點，可以用來實現(xiàn)一個隊列，傳遞最后一個結(jié)點，可以實現(xiàn)一個棧。

static 加在函數(shù)前，表示這個函數(shù)是靜態(tài)函數(shù)，其實際上是對作用域的限制，指該函數(shù)作用域僅局限

于本文件。所以說，static 具有信息隱蔽的作用。而函數(shù)前加?inline?關(guān)鍵字的函數(shù)，叫內(nèi)聯(lián)函數(shù)，表

示編譯程序在調(diào)用這個函數(shù)時，立即將該函數(shù)展開。

4、 遍歷鏈表

list.h 中定義了如下遍歷鏈表的宏：

#define ? list_for_each(pos, head) ? ?for(pos = (head)-> next ; ?pos != (head) ; ?pos = pos -> next)

這種遍歷僅僅是找到一個個結(jié)點的當(dāng)前位置，那如何通過pos獲得起始結(jié)點的地址，從而可以引用結(jié)

點的域？list.h 中定義了 list_entry 宏：

#define ? list_entry( ptr, type, member ) ?\

( (type *) ( (char *) (ptr) ?- (unsigned long) ( &( (type *)0 ) ?-> ?member ) ) )

分析：(unsigned long) ( &( (type *)0 ) ?-> ?member ) 把 0 地址轉(zhuǎn)化為 type 結(jié)構(gòu)的指針，然后獲取該

結(jié)構(gòu)中 member 域的指針，也就是獲得了 member 在type 結(jié)構(gòu)中的偏移量。其中??(char *) (ptr) 求

出的是 ptr?的絕對地址，二者相減，于是得到 type 類型結(jié)構(gòu)體的起始地址，即起始結(jié)點的地址。

5、鏈表的應(yīng)用

一個用以創(chuàng)建、增加、刪除和遍歷一個雙向鏈表的Linux內(nèi)核模塊

點擊(此處)折疊或打開

#include

#include

#include

#include

MODULE_LICENCE("GPL");

MODULE_AUTHOR("LUOTAIJIA");

#define N 10

struct numlist {

int num;

struct list_head list;

};

struct numlist numhead;

static int __init doublelist_init(void)

{

//初始化頭結(jié)點

struct numlist * listnode; //每次申請鏈表結(jié)點時所用的指針

struct list_head * pos;

struct numlist * p;

int i;

printk("doublelist is starting...\n");

INIT_LIST_HEAD(&numhead.list);

/*

* static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)

* {

* list->next = list;

* list->prev = list;

* }

*/

//建立N個結(jié)點，依次加入到鏈表當(dāng)中

for (i=0; i

listnode = (struct numlist *)kmalloc(sizeof(struct numlist), GFP_KERNEL);

//void *kmalloc(size_t size, int flages)

//分配內(nèi)存，size 要分配內(nèi)存大小，flags 內(nèi)存類型

listnode->num = i+1;

list_add_tail(&listnode->list, &numhead.list);

printk("Node %d has added to the doublelist...\n", i+1);

}

//遍歷鏈表

i = 1;

list_for_each(pos, &numhead.list) {

p = list_entry(pos, struct numlist, list);

printk("Node %d's data: %d\n", i, p->num);

i++;

}

return 0;

}

static void __exit doublelist_exit(void)

{

struct list_head *pos, *n;

struct numlist *p;

int i;

//依次刪除N個結(jié)點

i = 1;

list_for_each_safe(pos, n, &numhead.list) {

//為了安全刪除結(jié)點而進行的遍歷

list_del(pos); //從鏈表中刪除當(dāng)前結(jié)點

p = list_entry(pos, struct numlist, llist);

//得到當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)點的首地址，即指針

kfree(p); //釋放該數(shù)據(jù)結(jié)點所占空間

printk("Node %d has removed from the doublelist...\n", i++);

}

printk("doublelist is exiting...\n");

}

module_init(doublelist_init);

module_exit(doublelist_exit);

參考資料：Linux操作系統(tǒng)原理與應(yīng)用(第2版) ? ?陳莉君、康華 編著

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如下为利用Linux内核链表创建,Linux内核中链表的实现与应用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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