ARM學習筆記之驅動程序篇五----內核鏈表

1.8 linux內核鏈表

1.8.1 內核鏈表簡介

    鏈表是一種常用的數據結構，它通過指針將一系列數據節點連接成一條數據鏈。相對於數組，鏈表具有更好的動態性，建立鏈表時無需預先知道數據總量，可以隨機分配空間，可以高效地在鏈表中的任意位置實時插入或刪除數據。鏈表的開銷主要是訪問的順序性和組織鏈的空間損失。

1.8.2 內核鏈表結構

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

    list_head結構包含兩個指向list_head結構的指針prev和next，由此可見，內核的鏈表具備雙鏈表功能，實際上，通常它都組織成雙向循環鏈表。 

1.8.3 內核鏈表函數

//初始化鏈表
static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)
{
	list->next = list;
	list->prev = list;
}

//添加結點
static inline void __list_add(struct list_head *new,
			      struct list_head *prev,
			      struct list_head *next)
{
	next->prev = new;
	new->next = next;
	new->prev = prev;
	prev->next = new;
}

//刪除list結點
static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)
{
	next->prev = prev;
	prev->next = next;
}

//刪除entry結點
static inline void list_del(struct list_head *entry)
{
	__list_del(entry->prev, entry->next);
	entry->next = LIST_POISON1;
	entry->prev = LIST_POISON2;
}

//用新結點替換舊結點
static inline void list_replace(struct list_head *old,
				struct list_head *new)
{
	new->next = old->next;
	new->next->prev = new;
	new->prev = old->prev;
	new->prev->next = new;
}

//遍歷結點信息
#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))

//計算結構信息結點的偏移量
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

//將結構的成員強制轉化爲包含結構
#define container_of(ptr, type, member) ({          \
	const typeof(((type *)0)->member)*__mptr = (ptr);    \
		     (type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); })

內核鏈表具有通用性，就是在於它自定義了一個struct list_head類型的結構體，作爲鏈表的指針指向，然後，將用戶定義的鏈表結點包含該結構體，用戶鏈表的連接只需要使用struct list_head類型的結點指針進行連接，就有效的避免了不同類型鏈表結點導致，每個不同類型的結點，都必須針對其類型生成特定的鏈表處理函數。在內核鏈表中通過struct list_head類型的指針來連接鏈表中的各個結點，通過計算結點中有效信息部分的偏移量，再通過list_for_each_entry()這個函數達到訪問結點信息的目的。因此，即可實現只需要一套鏈表處理函數，就可以生成不同結點類型的鏈表。

1.8.4通過內核鏈表函數處理特定類型結點

#include<linux/module.h>
#include<linux/init.h>
#include<linux/list.h>

//特定信息鏈表結點類型
struct socre{
    int num;
    int english;
    int math;
    struct list_head list;
};

struct list_head score_head;
struct score stu1,stu2,stu3;
struct list_head *pos;
struct list_head *tmp;

int mylist_init(){
    //鏈表初始化
    INIT_LIST_HEAD(&score_head);
    
    stu1.num=1;
    stu1.english=98;
    stu1.math=90;
    //添加結點
    list_add_tail(&(stu1.list),&score_head);
    
    stu2.num=2;
    stu2.english=91;
    stu2.math=93;
    list_add_tail(&(stu2.list),&score_head);
    
    stu3.num=3;
    stu3.english=96;
    stu3.math=95;
    list_add_tail(&(stu3.list),&score_head);
    //遍歷結點信息
    list_for_each(pos,&score_head){
        tmp = list_entry(pos,struct score,list);
        printk("Num is %d,english is %d,math is %d\n",tmp->num,tmp->english,tmp->math);
    }
    
    return 0;
}

void mylist_exit(){
    //刪除結點
    list_del(&(stu1.list));
    list_del(&(stu2.list));
}

module_init(mylist_init);
module_exit(mylist_exit);