内核链表

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内核链表
内核中的链表结构：[节选自include/linux/list.h]
struct list_head {
    struct list_head *next, *prev;
};
看其结构很简单，很明显这个结构具有双向链表的功能。
它没有数据域，所在对它的操作和通常的链表操作有一点点的区别，后面会作分析。
通常包含数据域的链表结构像下面的定义：
struct list_head {
    struct list_head *next, *prev;
    ElemType    data;
};
链表操作接口：
1.声明和初始化。
利用链表节点来定义链表头
/********************声明时初始化****************************/
#define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }
#define LIST_HEAD(name) \
    struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)
/*********************运行时初始化***************************/
#define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \
    (ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \
} while (0)
声明一个空链表，prev元素及next元素都指向自己，多数情况下，都是以链表的next
是否指向自己来判断链表是否为空［list_empty(const struct list_head *head)］。
使用方法：
++++++++++++++++++++++
LIST_HEAD(list);
list 在宏内声明成了 struct list_head;
++++++++++++++++++++++
struct list_head list;
INIT_LIST_HEAD(&list);
需要在外面声明 list变量类型。
++++++++++++++++++++++
2.插入操作：
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;
}
上面的操作就是在已知的两个上下元素之间插入一个新的元素。
实际上提供给外部的是下面两个接口，插入到链表头和插入到链表尾：
static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)
static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
插入到表头和表尾的区别并不大，实际上它是分别调用：
    __list_add(new, head, head->next);
    __list_add(new, head->prev, head);
可见插入到表头即是插入到head之后，而插入到表尾即是插入到head->prev之后，因为它是循环链表，所以这个比较容易理解。
3.删除操作：
static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)
{
    next->prev = prev;
    prev->next = next;
}
删除prev元素与next元素之间的元素。
而提供给外部的接口是如下：
static inline void list_del(struct list_head *entry)
{
    __list_del(entry->prev, entry->next);
    entry->next = LIST_POISON1;
    entry->prev = LIST_POISON2;
}
entry->next 及 entry->prev都指向了两个非零指针，以防止别人在没有再次初始化这
个指针的情况下再次利用这个指针，因为访问LIST_POISON1及LISP_POISON2这两个值会引起页错误。
4.节点搬移：
原本属于一个链表的节点移动到另一个链表的操作，并根据插入点的位置分成两类：
删除的节点插入到另一个链表头：
static inline void list_move(struct list_head *list, struct list_head *head)
{
        __list_del(list->prev, list->next);
        list_add(list, head);
}
删除的节点插入到另一个链表尾：
static inline void list_move_tail(struct list_head *list,
                  struct list_head *head)
{
        __list_del(list->prev, list->next);
        list_add_tail(list, head);
}
5.两个链表的合并功能：
static inline void __list_splice(struct list_head *list,
                 struct list_head *head)
{
    struct list_head *first = list->next;
    struct list_head *last = list->prev;
    struct list_head *at = head->next;
    first->prev = head;
    head->next = first;
    last->next = at;
    at->prev = last;
}
把list的头head上，而把list 的尾接到head的下一个元素上。
遍历链表：
遍历是链表的常用操作之一，在内核中用几个宏来作这些操作，这也是常见链表的操作
方法不用；因为就链表节点本身并没有我们所感兴趣的部分，而扩展后的数据域才是我
们所感兴趣的部分。
1.从链表到数据元素：
#define list_entry(ptr, type, member) \
    container_of(ptr, type, member)
其中prt是指向该数据结构中list_head成员指针，也就是存储在链表中的地址值，type
是完整的数据项类型，member则是数据类型定义list_head成员变量名。
2.遍历链表宏：
#define list_for_each_entry(pos, head, member)              \
    for (pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member), \
             prefetch(pos->member.next);            \
         &pos->member != (head);                    \
         pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member),  \
             prefetch(pos->member.next))
实际上它是一个 for 循环，利用传入的pos 作为循环变量，从表头head开始，逐项向
后（next方向）移动pos，直至又回到head.这里的pos不整个数据项结构指针类型而不
是（struct list_head*）.
内核链表还提供了其它的一些操作，不过功能都类似，详细看 include/linux/list.h.


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/76511/showart_2140266.html