Linux内核链表源码List.h及部分实现(小声)

本文基于Linux内核源码List.h,探讨其通用链表设计,仅包含前驱和后继指针的结构实现了数据的高效串联。通过list_entry函数理解数据结构体地址与链表指针的关系,讲解如何通过链表操作数据。

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概述


最近上到数据结构,让建立个通用链表数据结构。
于是开始自己构思,原来的想法是想着建立个包含三个指针的数据节点,一个指向数据,另外两个分别是节点的前驱和后继。使用的时候只需要将“data”指针指向用户自定义的结构体就可以了。当时就自觉想法完美,啧啧啧。
然后就上网看看其他人的想法,毕竟还是觉得自己的想法不够成熟,看看大神们都是怎么写的,还看到了和我想法一样的实现,不过看完了还是觉得不够好。思考了下,还是觉得这样的结构的可复用性和灵活性还是达不到理想要求。最后,在博客园看到了工藤-新一一篇博客
Linux内核中的通用链表实现!看完后觉得Linux的前辈们还是厉害啊,思路就是不一样,简直完美,感动万分。遂决定写下一篇我看的第一块Linux内核源码剖析。
在本文里,我将去掉源码中的注释,换上一些自己的注释和理解,同时也避免篇幅过长。


那么,开始了

#ifndef _MYLIST_H
#define _MYLIST_H

#define LIST_POISON1    NULL
#define LIST_POISON2    NULL

这些就不不多说了,往下看
一开始就是实现通用链表的精华所在了:

struct list_head {
   
   
    struct list_head *next
一、linux内核链表 1、普通链表的数据区域的局限性 之前定义数据区域时直接int data,我们认为我们的链表中需要存储的是一个int类型的数。但是实际上现实编程中链接中的节点不可能这么简单,而是多种多样的。 一般实际项目中的链表,节点中存储的数据其实是一个结构体,这个结构体中包含若干的成员,这些成员加起来构成了我们的节点数据区域。 2、一般性解决思路:即把数据区封装为一个结构体 (1)因为链表实际解决的问题是多种多样的,所以内部数据区域的结构体构成也是多种多样的。 这样也导致了不同程序当中的链表总体构成是多种多样的。 我们无法通过一套泛性的、普遍适用的操作函数来访问所有的链表,意味着我们设计一个链表就得写一套链表的操作函数(节点创建、插入、删除、遍历……)。 (2)实际上深层次分析会发现 不同的链表虽然这些方法不能通用需要单独写,但是实际上内部的思路和方法是相同的,只是函数的局部地区有不同。 实际上链表操作是相同的,而涉及到数据区域的操作就有不同 (3)问题 能不能有一种办法把所有链表中操作方法里共同的部分提取出来用一套标准方法实现,然后把不同的部分留着让具体链表实现者自己去处理。 3、内核链表的设计思路 (1)内核链表实现一个纯链表的封装,以及纯链表的各种操作函数 纯链表就是没有数据区域,只有前后向指针; 各种操作函数是节点创建、插入、删除、遍历。 这个纯链表本身自己没有任何用处,它的用法是给我们具体链表作为核心来调用。 4、list.h文件简介 (1)内核中核心纯链表实现在include/linux/list.h文件中 (2)list.h中就是一个纯链表的完整封装,包含节点定义和各种链表操作方法。 二、内核链表的基本算法和使用简介 1、内核链表的节点创建、删除、遍历等 2、内核链表的使用实践 (1)问题:内核链表只有纯链表,没有数据区域,怎么使用? 使用方法是将内核链表作为将来整个数据结构的结构体的一个成员内嵌进去。类似于公司收购,实现被收购公司的功能。 这里面要借助container_of宏。
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