Linux利用list_head结构实现双向链表

转载

mob604756f920a7 2019-01-28 11:30:00

文章标签 数据结构链表双向链表 c语言 #define 文章分类 数据结构与算法人工智能

原文地址：http://www.cnblogs.com/bastard/archive/2012/10/19/2731107.html 通常实现双向链表的数据结构：

struct list_node1{
    struct list_node1 *next,*prev;
    type1 m1;
    type2 m2;
};
struct list_node2{
    struct list_node2 *next,*prev;
    type1 m1;
    type2 m2;
};
……

对于每一种数据结构都定义了其特定的实现链表的结构和对应的方法（add/del）操作链表；

　　但对于具有大量不同数据结构，都要使用链表的系统中，如果为每一种数据结构定义特定的结构，和操作方法，

无疑使代码变得重复和臃肿，需要实现一种通用的双向链表方法，对各种数据结构都能适用。

　　C语言中又没有C++里面的模板，该如何实现呢？

linux内核中大量使用如下数据结构实现双向链表：

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

　　如果需要有某种数据结构的双向队列，就在这种结构内部放一个list_head数据结构成员。

struct kobject {
    const char        *name;
    struct list_head    entry;
    struct kobject        *parent;
    struct kset        *kset;
}

形成了如下结构：

　　　　 Linux利用list_head结构实现双向链表_c语言_03

如何通过kobject 链表结构中的 list_head 成员entry访问下一个成员呢？

系统提供了宏list_entry：

#define list_entry(ptr, type, member) \ 
        ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member))) 

//访问链表成员
kobject *obj  = objList;
kobject *nextObj = (kobject *)list_entry(obj->entry->next,struct kobject,entry);

这个list_entry是什么道理呢：

　　ptr：是指向当前kobject结构对象中的数据成员entry，(char *)(ptr)：entry成员地址 ——AddrA；

　　(unsigned long)(&((type *)0)->member))：将地址0转化为类型为type（struct kobject ）对象，取member（entry）成员的地址——AddrB。

　　(type *)（AddrA - AddrB）：得到kobject结构对象的首地址，转化为kobject对象。

　　这里需要关注的就是AddrB：将地址0转化为类型为type（struct kobject ）对象，取member（entry）成员的地址。

　　　　表示当struct kobject 对象首地址为0时，得到成员member（entry）的地址，相对首地址的偏移地址。

　　　　通过struct kobject 对象中member（entry）的地址，以及相对首地址的偏移量，就能计算出struct kobject 对象的首地址。

如下结构：

　　　　 Linux利用list_head结构实现双向链表_链表_04

　　充分利用了C语言中直接操作内存地址的特性。

人就像是被蒙着眼推磨的驴子，生活就像一条鞭子；当鞭子抽到你背上时，你就只能一直往前走，虽然连你也不知道要走到什么时候为止，便一直这么坚持着。

struct list_node1{
    struct list_node1 *next,*prev;
    type1 m1;
    type2 m2;
};
struct list_node2{
    struct list_node2 *next,*prev;
    type1 m1;
    type2 m2;
};
……