Linux 內核鏈表（2）

之前描述了如何創建內核鏈表（INIT_LIST_HEAD）向鏈表中添加節點（list_add）刪除一個鏈表節點（list_del）獲取一個鏈表節點對應的結構體（list_entry）等

接下來會介紹幾種操作

替換一個鏈表節點，合并兩個鏈表，將一個鏈表分成兩段，遍歷鏈表。

替換鏈表節點

替換節點很好理解，就是將新的節點替換老節點，將新的節點的對應的prev,next指針指向老節點的prev,next。后將老節點prev->next指向新節點，老節點的next->prev指向新節點

[cpp]?view plaincopyprint?

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;??????

}??

此時old節點的next 與prev指針還是指向 原來的節點，可以使用以下函數重新初始化old節點使其指向 他自身

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?void?list_replace_init(struct?list_head?*old,??

????????????????????struct?list_head?*new)??

{??

????list_replace(old,?new);??

????INIT_LIST_HEAD(old);??

}??

...

更為一般的情況：我們替換鏈表節點大多都在鏈表頭或者鏈表尾，所以就有了以下函數

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?void?list_move(struct?list_head?*list,?struct?list_head?*head)??

替換鏈表頭

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?void?list_move_tail(struct?list_head?*list,??

??????????????????struct?list_head?*head)??

替換鏈表尾

鏈表的判斷

有時候我們需要判斷鏈表是否為空，或者是否已經到了鏈表的末尾

內核鏈表已經為我們實現了這些判斷函數。

檢查鏈表是否為空

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?int?list_empty(const?struct?list_head?*head)??

{??

????return?head->next?==?head;??

}??

類似的檢查是否已經到了鏈表尾部函數：

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?int?list_is_last(const?struct?list_head?*list,??

????????????????const?struct?list_head?*head)??

此外還有一個檢測鏈表是否為空的函數

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?int?list_empty_careful(const?struct?list_head?*head)??

檢查鏈表為空，并且沒有另外的處理器回去操作它

合并兩個鏈表

合并鏈表跟添加一個鏈表節點差不多，在鏈表頭或鏈表尾添加新鏈表均會調用到__list_splice

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?void?__list_splice(const?struct?list_head?*list,??

?????????????????struct?list_head?*prev,??

?????????????????struct?list_head?*next)??

{??

????struct?list_head?*first?=?list->next;??

????struct?list_head?*last?=?list->prev;??

??

????first->prev?=?prev;??

????prev->next?=?first;??

??

????last->next?=?next;??

????next->prev?=?last;??

}??

即將list 鏈表加到 prev 與 next之間

在鏈表頭添加新鏈表:

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?void?list_splice(const?struct?list_head?*list,??

????????????????struct?list_head?*head)??

在鏈表尾部添加新鏈表調用：

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?void?list_splice_tail(struct?list_head?*list,??

????????????????struct?list_head?*head)??

拆分一個鏈表

[cpp]?view plaincopyprint?

static?inline?void?list_cut_position(struct?list_head?*list,??

????????struct?list_head?*head,?struct?list_head?*entry)??

以entry為節點拆分以head為頭的鏈表，拆分后list保存從head到entry的鏈表。head報鏈表是從entry->next 到鏈表尾。

遍歷鏈表

創建的鏈表的目的是為了能夠遍歷鏈表得到鏈表結構中的有效數據。

上一篇文中提到 list_entry他只能獲得一個鏈表節點對應的結構體。

我們可以自己使用for 循環來遍歷鏈表：

[cpp]?view plaincopyprint?

for?(pos?=?head->next;?pos?!=?head;?pos?=?pos->next){??

?????struct?data_struct?*data?=?list_entry(pos,?struct?data_struct,?list);??

?????...??

}??

當然內核已經為我們提供了一套接口（本質就是上邊的 for循環）

[cpp]?view plaincopyprint?

list_for_each(pos,?head)??

到這里 我們想要一個更簡單的： 在循環的同時 就用list_entry為我們拿到鏈表節點對應的數據結構體。所以內核工程師給我們一個接口：

[cpp]?view plaincopyprint?

list_for_each_entry(pos,?head,?member)??

pos:是數據結構體指針， head是鏈表頭，member指在數據結構中鏈表成員的名字

例如現在定義?

[cpp]?view plaincopyprint?

struct?data_struct{??

????struct?list_head?list;??

????Data?data;??

};??

我們要遍歷鏈表獲得 此結構

[cpp]?view plaincopyprint?

{??

????...??

????struct?data_struct?*pdata;??

????list_for_each_entry(pdata,?head,?list){??

?????????Data?tmp?=?pdata->data;??

?????????....??

????}??

}??

在這些版本的遍歷中我們不能在循環內刪除節點,如果有刪除操作怎會導致內核崩潰（因為刪除節點時候 node->next被置為了空，如果進行操作.....）,但有時候需要在遍歷過程中刪除節點，所以內核NB工程師幫我們做了一個 for_safe的版本，他保存一個節點的副本，在節點被刪除后，副本仍有效。

[cpp]?view plaincopyprint?

list_for_each_safe(pos,?n,?head)??

[cpp]?view plaincopyprint?

list_for_each_entry_safe(pos,?n,?head,?member)??

此處 n用來保存副本

此外還有逆序遍歷等再次不再贅述……

請自行查看include/linux/list.h

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux驱动编程 step-by-step （十一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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