1. 前言
本文介绍linux内核中一些常用的数据结构和操作。
2. 双向链表(list)
linux内核中的双向链表通过结构 struct list_head来将各个节点连接起来，此结构会作为链表元素结构中的一个参数：
struct list_head {
struct list_head *next, *prev;
};
链表头的初始化，注意，结构中的指针为NULL并不是初始化，而是指向自身才是初始化，如果只是按普通情况下的置为NULL，而不是指向自身，系统会崩溃，这是一个容易犯的错误：
#define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }
#define LIST_HEAD(name) \
struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)
#define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \
(ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \
} while (0)
最常用的链表操作：
插入到链表头:
void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head);
插入到链表尾:
void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head);
删除链表节点:
void list_del(struct list_head *entry);
将节点移动到另一链表:
void list_move(struct list_head *list, struct list_head *head);
将节点移动到链表尾:
void list_move_tail(struct list_head *list,struct list_head *head);
判断链表是否为空，返回1为空，0非空
int list_empty(struct list_head *head);
把两个链表拼接起来：
void list_splice(struct list_head *list, struct list_head *head)；
取得节点指针：
#define list_entry(ptr, type, member) \
((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
遍历链表中每个节点：
#define list_for_each(pos, head) \
for (pos = (head)->next, prefetch(pos->next); pos != (head); \
pos = pos->next, prefetch(pos->next))
逆向循环链表中每个节点：
#define list_for_each_prev(pos, head) \
for (pos = (head)->prev, prefetch(pos->prev); pos != (head); \
pos = pos->prev, prefetch(pos->prev))
举例：
LISH_HEAD(mylist);
struct my_list{
struct list_head list;
int data;
};
static int ini_list(void)
{
struct my_list *p;
int i;
for(i=0; i<100; i++){
p=kmalloc(sizeof(struct my_list), GFP_KERNEL);
list_add(&p->list, &mylist);
}
}
在内存中形成如下结构的一个双向链表：
+---------------------------------------------------------------+
| |
| mylist 99 98 0 |
| +----+ +---------+ +---------+ +---------+ |
+->|next|--->|list.next|--->|list.next|--->...--->|list.next|---+
|----| |---------| |---------| |---------|
+--|prev|<---|list.prev|<---|list.prev|<---...<---|list.prev|<--+
| +----+ |---------| |---------| |---------| |
| | data | | data | | data | |
| +---------+ +---------+ +---------+ |
| |
+---------------------------------------------------------------+
知道了链表头就能遍历整个链表，如果是用list_add()插入新节点的话，从链表头的next方向看是一个堆栈型。
从链表中删除节点很容易：
static void del_item(struct my_list *p)
{
list_del(&p->list, &mylist);
kfree(p);
}
最重要的宏是list_entry，这个宏的思路是根据链表元素结构中链表头结构list_head的地址推算出链表元素结构的实际地址：
#define list_entry(ptr, type, member) \
((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
ptr是链表元素结构(如struct my_list)中链表头结构list_head的地址
member是链表元素结构(如struct my_list)中链表头结构list_head参数的名称
type是链表元素结构类型(如struct my_list)