linux内核中循环链表说明_list_head, list_for_each, list_entry

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我是靠谱客的博主繁荣大神，最近开发中收集的这篇文章主要介绍linux内核中循环链表说明_list_head, list_for_each, list_entry，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1. linux 内核中循环链表

内核中的循环链表实现：

struct list_head{
struct list_head *next, *prev;
};
平时我们用的循环链表实现：
struct list{
struct list *next, *prev;
int value;
};
两者区别在于，list_head中只有前指针next和后指针prev； list中还有我们关心的数据value；
在这里插入图片描述

2. list_for_each

list_for_each 是针对内核中特有的循环链表设计的一个宏，能够遍历这个循环链表的每一个成员；
#define list_for_each(pos, head) for(pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)

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

请注意：list_for_each（pos, head) 遍历循环链表的特点是， head 可以是循环链表中的任意一个节点；从head开始完整的遍历整个链表一圈；

3. list_entry

list_entry(ptr, type, member).
其中：
1） type是一个结构体类型；
2） member是结构体type内的一个成员的类型；
（由type， member两个参数，我们可以知道成员变量member在结构体中的偏移量是多少）；
3） ptr是一个具体的变量指针，指向一个type结构体数据中的成员变量member；
已知type结构体数据中一个成员变量的地址ptr，就可以求的这个type数据结构的地址；
注意： list_head 类型尽管没有成员变量int value，依旧能够表示所有数据类型的循环链表，很大程度上取决于list_entry)
list_entry的实现

#define list_entry(ptr, type, member)    container_of(ptr, type, member)
#define container_of(ptr, type, member)
({
	const typeof(  ((type*)0)->member   ) *__mptr = (ptr);	//实质上是简单地将ptr赋值给__mptr;
	(type*)(  (char *)__mptr - offsetof(type, member));		//实质上是成员变量member的地址（ptr) - 成员变量偏移地址 = 这个type数据结构的地址
})

其中
#define offsetof(TYPE, MEMBER)     ((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER)   //取得成员变量member在结构体type中的偏移量；

1） (TYPE*)0 //将地址0变为一个TYPE类型，假装一个TYPE数据类型放在内存地址0；
2） &((TYPE*)0)->MEMBER // 成员变量MEMBER的绝对地址，由于其结构体地址为0，所以这个绝对地址也是成员变量相对于结构体TYPE的相对地址，也就是偏移量
3） (size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER 将这个偏移量变换成size_t 类型

4. linux 内核中访问子进程的代码

struct tast_struct *task;
struct list_head *list;
list_for_each(list, *current->children){
	task = list_entry(list, struct task_struct, sibling);
}

在这里插入图片描述

父子进程的结构如图所示，是一个用list_head实现的循环链表。父进程current成员变量children相当于循环链表中的head节点；
子进程中使用成员变量sibling链接在一起；
list_for_each(list, *current->children) //相当于使用list遍历了所有子进程child1.sibling， child2.sibling， child3.sibling， …；这里必须注意，我们平常在使用一个指针遍历循环链表的时候，这个指针指向的是节点（也就是子进程child1）； 内核使用list_head的指针list不是指向子进程child1，而是指向子进程的成员变量sibling或是父进程的成员变量children；

假设此时指针list指向child2.sibling,
task = list_entry(list, task_struct, sibling); 这个函数就取得child2.sibling 成员变量的结构体child2的地址了；
因此，在for循环中， task得到所有子进程的地址；