list_head

最新推荐文章于 2025-05-08 10:59:18 发布
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本文介绍了一种名为list_head的数据结构，并详细解释了如何使用C语言中的宏定义来遍历包含这种结构体元素的链表。通过具体的宏定义示例，包括list_entry和list_for_each_entry，读者可以了解到如何在实际编程中有效地操作链表。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

struct list_head {
	struct list_head *prev, *next;
};

/* Get an entry from the list 
 * 	ptr - the address of this list_head element in "type" 
 * 	type - the data type that contains "member"
 * 	member - the list_head element in "type" 
 */
#define list_entry(ptr, type, member) \
	((type *)((char *)(ptr) - (unsigned long)(&((type *)0L)->member)))

/* Get each entry from a list
 *	pos - A structure pointer has a "member" element
 *	head - list head
 *	member - the list_head element in "pos"
 */
#define list_for_each_entry(pos, head, member)				\
	for (pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member);	\
	     &pos->member != (head);					\
	     pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))

3.3.1详解linux内核链表list_head及其接口应用
鹰之翔
11-23 986
在一般的链表学习过程中，链表的数据结构组成，如下所示，通过增加next结点指针来实现数据的相连。void *data;但这样的缺点就是，实现链表与数据宿主耦合到一起，链表的数据组织（增删修改）不能重用，不同的数据，需要重复的造轮子。而将用户数据结构定义成如下形式，void *data;这样，sk_custom通过list_head的接口，进行链表的增删查，避免重复造轮子。// 定义一个链表// 用INIT_LIST_HEAD函数初始化链表。
Linux 内核学习之list_head
weixin_43799986的博客
12-18 2003
1.
Linux 链表 list_head
weixin_48006170的博客
09-07 1239
list_head
Linux内核中的双向链表list_head
04-09 2011
双向链表结构体很简单，有prev和next两个指针，分别指向链表的前一节点和后一节点。这里专门讲下空链表，空链表指链表的的 prev 和 next 均指向自身，非空链表指除表头外，至少还有一个节点。可用用函数 list_empty 判断是否为空链表，用 list_is_singular 判断是否只有一个 entry 节点（除表头外）。return!如：LIST_HEAD(mylist);
Linux- struct list_head简介
一只青木呀
10-24 3342
在Linux内核中，提供了一个用来创建双向循环链表的结构 list_head。虽然linux内核是用C语言写的，但是list_head的引入，使得内核数据结构也可以拥有面向对象的特性，通过使用操作list_head 的通用接口很容易实现代码的重用。Linux内核中的链表方式与众不同，他不是将数据结构塞入链表，而是将链表结点塞入数据结构。链表代码在中声明。};next指向下一个链表结点，prev指向前一个链表结点。
linux内核链表list_head
baidu_38797690的博客
12-23 1724
介绍一下Linux内置的双向量表list_head的使用方法，包括初始化、插入节点、删除节点等。
Linux内核中的链表——struct list_head
zsffzb的博客
06-12 2012
Linux内核中链表介绍_晴天_QQ的博客-优快云博客_linux 链表链表是Linux内核中最简单、最普通的数据结构。链表是一种存放和操作可变数量元素(常称为节点)的数据结构。链表和静态数组的不同之处在于，它所包含的元素都是动态创建并插入链表的，在编译时不必知道具体需要创建多少个元素。另外也因为链表中每个元素的创建时间各不相同，所以它们在内存中无须占用连续内存区。正是因为元素不连续地存放，所以各元素需要通过某种方式被连接在一起。于是每个元素都包含一个指向下一个元素的...https://blog.csd
linux内核--list_head （链表头）概述
MHD0815的博客
03-13 1388
是Linux内核中用于实现链表数据结构的基础结构体。在Linux内核编程中，双链表是一种常见的数据结构，用于连接多个数据单元（节点），每个节点都有一个指向其前一个和后一个节点的指针。list_head和prev分别是指向链表中下一个和上一个节点的指针。通过这种方式，可以快速地在链表中插入、删除节点，以及向前或向后遍历链表。在实际使用时，通常会在其他数据结构中嵌入一个list_head成员，这样就可以将该数据结构作为一个节点加入到链表中。例如在上述代码中，my_struct结构体包含了list_head。
Linux内核数据结构一：双向循环链表list_head
qq_45226456的博客
12-04 1159
linux内核双向循环链表list_head
linux文件系统基础--内核常用的链表结构hlist_head list_head hlist_node
tecoes的博客
11-26 1188
Linux 内核中提供了的实现，这其中包括了双向和用于的 hash list（hlist）。双向链表的实现采用侵入式的方式，链表节点不保存任何数据内容，而是将链表结构作为具体数据结构的成员；hlist 虽然有 pprev 和 next 成员，但它并不是双向链表，因为 pprev 指向的是前一个节点的 next 指针。
Linux内核之list_head
09-01
### Linux内核之list_head详解 #### 一、链表数据结构简介 链表作为一种常见的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。与数组相比，链表具有更好的动态性，能够根据需要灵活地调整其大小。在Linux内核中，为了...
linux内核函数--链表机制（一）：INIT_LIST_HEAD函数
MHD0815的博客
05-08 513
c深色版本参数ptr是指向类型的指针。作用：将链表头的next和prev指针都指向自己，表示这是一个空链表。在使用之前，我们需要了解的定义：c深色版本next：指向下一项的指针。prev：指向上一项的指针。用于初始化一个双向链表头，使next和prev指针都指向自己，表示链表为空。作用为链表的进一步操作（如添加、删除、遍历）提供基础。应用场景在设备驱动程序、文件系统、内存管理等需要高效链表操作的地方广泛使用。
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LIST_HEAD
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<think>首先，用户的问题是关于“LIST_HEAD”的，我需要查找其定义、用法和实现原理。根据系统级指令，我必须使用中文回答，并遵循LaTeX格式要求。 用户提供的引用是关于Linux内核中的list_head结构，但用户查询的是“LIST_HEAD”，这可能是一个宏或相关结构。在引用中，提到了list_head的定义和使用。 从引用[1]：list_head的定义是： struct list_head { struct list_head *next, *prev; }; 引用[2]和[3]讨论了list_head的用法，包括如何通过container_of宏来访问包含list_head的宿主结构体。 引用[4]展示了链表的添加过程，使用list_add函数。 用户查询的是“LIST_HEAD”，可能指的是宏LIST_HEAD，它在Linux内核中用于声明和初始化链表头。在include/linux/list.h中，LIST_HEAD是一个宏，用于定义一个链表头并初始化它。 标准定义： #define LIST_HEAD(name) \ struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name) 其中LIST_HEAD_INIT是另一个宏： #define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) } 所以，LIST_HEAD(name) 创建一个名为name的list_head结构体，并将next和prev指针都指向自己，表示一个空链表。 现在，我需要组织回答： - 定义：解释LIST_HEAD宏的定义。 - 用法：如何在代码中使用它来声明链表。 - 实现原理：基于list_head的双向链表机制。 回答结构： 1. 清晰介绍LIST_HEAD是什么。 2. 定义部分。 3. 用法部分，包括示例代码。 4. 实现原理，解释链表操作。 5. 生成相关问题。 使用中文回答，并确保LaTeX正确： - 行内数学表达式用$...$，但这里可能没有数学公式，主要是代码。 - 独立公式用$$...$$，但可能不需要。 - 代码块用```code```格式。 引用：在回答末尾自然地添加引用标识，如[^1]。用户提供了引用，所以我应该引用它们。 用户引用： - [^1]: 关于list_head的定义。 - [^2]: 关于list_head的使用方法。 - [^3]: 关于如何找到宿主结构体。 - [^4]: 关于链表添加过程。 我可以引用这些来支持我的回答。 生成相关问题：在回答结束时，添加几个相关问题。 完整回答结构： - 开头：解释LIST_HEAD。 - 定义部分。 - 用法部分。 - 实现原理。 - 相关问题。 确保回答真实可靠：基于Linux内核知识。 现在，草拟回答： 在Linux内核中，LIST_HEAD是一个宏，用于定义和初始化一个双向链表的头节点。它基于list_head结构体，后者是内核中常用的链表实现。 ### 定义 LIST_HEAD宏的定义在include/linux/list.h文件中。它的定义如下： ```c #define LIST_HEAD(name) \ struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name) #define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) } ``` 这里，LIST_HEAD(name)创建一个名为name的list_head结构体变量，并将其初始化为一个空链表，即next和prev指针都指向自己[^1]。 ### 用法 在代码中，使用LIST_HEAD可以方便地声明一个链表头。例如： ```c LIST_HEAD(my_list); ``` 这将定义并初始化一个名为my_list的链表头。之后，可以使用内核提供的链表操作函数如list_add、list_del等来管理链表[^2]。 ### 实现原理 list_head结构体是一个双向链表的节点： ```c struct list_head { struct list_head *next, *prev; }; ``` LIST_HEAD宏初始化这个结构体，使其形成一个空链表。链表的操作函数如list_add处理指针的更新，确保链表的一致性。例如，list_add函数在prev和next之间插入新节点[^4]。 要访问包含list_head的宿主结构体，可以使用container_of宏，它基于成员地址计算宿主结构体的起始地址[^3]。 ### 相关问题 1. LIST_HEAD宏与LIST_HEAD_INIT宏有什么区别？ 2. 如何在Linux内核中使用list_head管理进程描述符task_struct？ 3. list_head链表操作函数有哪些常见示例？ 确保引用正确：在相关段落末尾添加[^1]、[^2]等。 在回答中，我需要自然地添加引用标识。</think>在 Linux 内核中，`LIST_HEAD` 是一个用于定义和初始化双向链表头的宏，它基于 `list_head` 结构体实现。`list_head` 是内核中管理双向链表的通用机制，广泛应用于进程描述符（`task_struct`）等数据结构的管理中[^1]。下面我将从定义、用法和实现原理三个方面详细说明。 ### 1. **定义** `LIST_HEAD` 宏在 Linux 内核头文件 `include/linux/list.h` 中定义，其核心是创建一个 `list_head` 结构体变量并初始化为空链表。具体定义如下： ```c #define LIST_HEAD(name) \ struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name) #define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) } ``` 这里： - `LIST_HEAD(name)` 声明一个名为 `name` 的 `list_head` 变量。 - `LIST_HEAD_INIT(name)` 将 `name.next` 和 `name.prev` 指针初始化为指向自身，形成一个空链表（即链表头节点的 `next` 和 `prev` 都指向自己）[^1][^4]。 `list_head` 结构体的定义为： ```c struct list_head { struct list_head *next, *prev; }; ``` 这表示一个双向链表节点，包含指向前驱和后继节点的指针[^1][^3]。 ### 2. **用法** `LIST_HEAD` 用于声明和初始化链表头，简化链表管理。以下是典型用法示例： ```c #include <linux/list.h> // 声明并初始化一个链表头 LIST_HEAD(my_list); // 宿主结构体（包含 list_head 的父结构） struct my_task { int data; struct list_head list; // 嵌入链表节点 }; // 添加节点到链表 void add_node(struct my_task *new_task) { list_add(&new_task->list, &my_list); // 使用内核提供的 list_add 函数 } // 遍历链表 struct my_task *task; list_for_each_entry(task, &my_list, list) { printk("Data: %d\n", task->data); // 访问宿主结构体字段 } ``` 关键点： - **声明链表**：`LIST_HEAD(my_list)` 直接定义并初始化空链表头。 - **操作链表**：使用内核函数如 `list_add()`（插入节点）、`list_del()`（删除节点）和 `list_for_each_entry()`（遍历链表）。 - **访问宿主结构体**：通过 `container_of` 宏（或 `list_entry` 宏）从 `list_head` 地址推导宿主结构体地址，例如： ```c struct my_task *task = container_of(ptr, struct my_task, list); ``` 这里 `ptr` 是 `list_head` 指针，`container_of` 基于成员偏移计算宿主结构体起始地址[^2][^3]。 ### 3. **实现原理** `LIST_HEAD` 的实现依赖于 `list_head` 的双向链表机制： - **初始化**：`LIST_HEAD` 初始化的链表头是自引用的（`next` 和 `prev` 指向自身），表示空链表。 - **链表操作原理**：以添加节点为例（`list_add` 函数）： ```c void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head) { struct list_head *next = head->next; next->prev = new; // 步骤1: 原后继的前驱指向新节点 new->next = next; // 步骤2: 新节点的后继指向原后继 new->prev = head; // 步骤3: 新节点的前驱指向链表头 head->next = new; // 步骤4: 链表头的后继更新为新节点 } ``` 这个过程在 $O(1)$ 时间内完成插入，确保链表一致性[^4]。 - **内存效率**：`list_head` 作为嵌入字段，允许多个数据结构共享同一套链表操作函数，减少代码冗余。 - **安全性**：内核提供原子操作版本（如 `list_add_rcu()`），支持并发场景[^1][^4]。 ### 总结 `LIST_HEAD` 是 Linux 内核中高效管理双向链表的工具宏，通过 `list_head` 结构体和相关函数实现链表的声明、初始化和操作。其核心优势在于通用性和内存效率，广泛应用于进程调度、设备驱动等场景[^1][^3]。若需更深入的实现细节，可参考内核源码 `include/linux/list.h`。
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