Linux内核中 遍历链表

本文详细解析了Linux中链表遍历宏list_for_each的实现原理及优化方式,同时介绍了用于访问链表节点的container_of宏的工作机制,包括其内部的复杂逻辑和巧妙的设计,帮助读者深入理解Linux内核中链表操作的核心概念。

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最近在看一个开源的代码,一段代码看了很久都没有看懂,Google了一下,尽然是linux中链表的遍历。

 

遍历链表:

遍历链表list_for_each是一个宏,展开了就是一个for循环

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

其中prefech(pos->next)是处理器预取pos->next,通过处理器的预取功能,对for循环进行了优化。

··访问数据操作:

#define list_entry(ptr, type, member) /
        container_of(ptr, type, member)

#define container_of(ptr, type, member) ({                      /
        const typeof(((type *)0)->member) * __mptr = (ptr);     /
        (type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); } )

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

container_of是一个有点复杂的宏,使用了C扩展关键字typeof,还有不好理解的求结构体成员
变量偏移.....
·((type *)0)是将0强制转化为type *,也就是指向type类型的指针

·((type *)0)->member是访问type结构中的member成员

·const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr 定义一个与((type *)0)->member同种类型的
指针变量(const变量)

·const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr=(ptr)对常量指针变量__mptr赋值
__mptr=ptr

·((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER得到member在type结构体中的偏移量,
offsetof(type,member)的展开效果

·(char *)__mptr - offsetof(type,member) 将__mptr强制转化为char类型指针,也就是__mptr
的地址,然后减去member在结构体中的偏移量,的到的自然就是结构体起始地址(偏移量求的很巧妙,
又很巧妙的获得结构体起始地址)。

·(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) )最后再强制转化为(type *)类型,
得到ptr所在的结构体对象(大功告成)。
到此成功的通过结构体对象的一个域的字段,获取了结构体对象本身,即访问list_head关联的结构对象
成功。
----------------------------------------------------------------------------------
取得结构体一个字段的偏移地址的方法 offsetof(type,member) 宏,设置的十分巧妙,
取得偏移后,具体对象的member地址-偏移地址,得到type对象的起始地址,设计相当的妙。

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