Linux内核中的一些基本编程操作(2)

计算原理是根据链表头结构list_head的地址减去其在链表元素结构中的偏移位置而得到链表元素结构的地址。
 
例如:
static void print_list(void)
{
 struct list_head *cur;
 struct my_list *p;
 list_for_each(cur, &mylist){
  p=list_entry(cur, struct my_list, list);
  printk("data=%d\n", p->data);
 }
}
 
优点:

这样就可以用相同的数据处理方式来描述所有双向链表,不用再单独为各个链表编写各种编辑函数。
 
缺点:
1) 链表头中元素置为NULL不是初始化,与普通习惯不同;
2) 仍然需要单独编写各自的删除整个链表的函数,不能统一处理,因为不能保证所有链表元素结构中链表头结构list_head的偏移地址都是相同的,当然如果把链表头结构list_head都作为链表元素结构的第一个参数,就可以用统一的删除整个链表的函数。

3. HASH表
 
HASH表适用于不需要对整个空间元素进行排序,而是只需要能快速找到某个元素的场合,是一种以空间换时间的方法,本质也是线性表,但由一个大的线性表拆分为了多个小线性表,由于只需要查找小表,因此搜索速度就会线性查整个大表提高很多,理想情况下,有多少个小线性表,搜索速度就提高了多少倍,通常把小线性表的表头综合为一个数组,大小就是HASH表的数量。
 
HASH表速度的关键是HASH函数的设计,HASH函数根据每个元素中固定的参数进行计算,算出一个不大于HASH表数量的索引值,表示该元素需要放在该索引号对应的那个表中,对于固定的参数,计算结果始终是固定的,但对于不同的参数值,希望计算出来的结果能尽可能地平均到每个索引值,HASH函数计算得越平均,表示每个小表中元素的数量都会差不多,这样搜索性能将越好。HASH函数也要尽可能的简单,以减少计算时间,常用的算法是将参数累加求模,在include/linux/jhash.h中已经定义了一些HASH计算函数,可直接使用。
 
HASH表在路由cache表,状态连接表等处用得很多。
 
举例,连接跟踪中根据tuple值计算HASH:
// net/ipv4/netfilter/ip_conntrack_core.c
u_int32_t
hash_conntrack(const struct ip_conntrack_tuple *tuple)
{
#if 0
 dump_tuple(tuple);
#endif
 return (jhash_3words(tuple->src.ip,
                      (tuple->dst.ip ^ tuple->dst.protonum),
                      (tuple->src.u.all | (tuple->dst.u.all << 16)),
                      ip_conntrack_hash_rnd) % ip_conntrack_htable_size);
}
 
// include/linux/jhash.h
static inline u32 jhash_3words(u32 a, u32 b, u32 c, u32 initval)
{
 a += JHASH_GOLDEN_RATIO;
 b += JHASH_GOLDEN_RATIO;
 c += initval;
 __jhash_mix(a, b, c);
 return c;
}

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