Linux中的内核链表实例详解

Linux中的内核链表实例详解

链表中一般都要进行初始化、插入、删除、显示、释放链表，寻找节点这几个操作，下面我对这几个操作进行简单的介绍，因为我的能力不足，可能有些东西理解的不够深入，造成一定的错误，请各位博友指出。

A、Linux内核链表中的几个主要函数(下面是内核中的源码拿出来给大家分析一下)

1）初始化：

#define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \
(ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \
} while (0)  // ptr为struct list_head，其中包括两个指针next和prev，这里已经可以看出内核链表是双向循环链表

2）尾部插入：

static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
{
__list_add(new, head->prev, head);
} //尾部插入,传入的参数是新节点中的两个指针和头结点中的两个指针

3）头部插入函数

static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)
{
__list_add(new, head, head->next);
} //头插入函数,传入的参数是新节点中的两个指针和头结点中的两个指针

4）删除节点函数

static inline void list_del(struct list_head *entry)  //传入要删除节点中的指针域
{
__list_del(entry->prev, entry->next);//两个参数分别为所删除节点前一个节点和后一个节点
entry->next = (void *) 0;//删除节点后置为空
entry->prev = (void *) 0;
}

5）显示函数（如果要打印出链表中的信息的话要自己写成打印的函数，比如printf，因为这个其实是一个遍历的函数，没有显示的功能）

#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))

/* 这个函数用于遍历链表
pos为节点指针，
head是头结点中的两个指针的地址
member为各节点中的指针域
*/

6）删除链表

#define list_for_each_safe(pos, n, head) \
for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); \
pos = n, n = pos->next)

//这里面的pos和n都是list_head指针，n指针是用于在删除时不让链表断链

7）寻找节点（这也是用的内核中的遍历函数）

#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))

B.下面来段代码给大家看看具体的运用方法

#include"kernel.h"
#include<errno.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct list_node
{
int data;
struct list_head list;//节点的指针域是被封装在struct list_head这个结构体内
//这个结构体中包括struct list_head *next,*prev
}*node,node1;

node init_head(node head)//初始化空链表
{
head = (node)malloc(sizeof(node1));//为节点分配空间
if(head == NULL)
{
perror("head");
return NULL;
}
INIT_LIST_HEAD(&(head->list));//#define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { \
(ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); \
} while (0)//调用内核中的初始化函数，传入的参数是
//节点的中两个指针，即struct list_head结构体中的两个指针
return head;
}

node insert_tail(node head,int data)//尾部插入函数
{
node new = (node)malloc(sizeof(node1));//为新节点分配空间
if(new == NULL)//判断一下分配空间是否成功
{
perror("new:");
return NULL;
}
new->data = data;
list_add_tail(&(new->list),&(head->list));//调用内核中的从尾部插入的函数，传入的参数为新节点中的两个指针
//和头结点中的两个指针
return 0;
}

head_insert_node(node head,int data)//头插入函数
{
node new;//创建一个新节点
new = (node)malloc(sizeof(node1));//为新节点分配空间
if(new == NULL)//判断一下分配空间是否成功
{
perror("new:");
return 0;
}
new->data = data;
list_add(&(new->list),&(head->list));//调用内核中从头插入的函数，传入的参数为新节点的两个指针和头结点的两个指针
return 0;
}

node search_node(node head,int data)//寻找节点函数
{
node p = NULL;
list_for_each_entry(p,&(head->list),list) //内核中的遍历函数
{
if(p->data == data) //p即为需要找的节点
{
printf("found the data:%d\n",p->data);
goto OK;
}
}

puts("not found the data!");
return NULL;

OK:
return p;
}

int show_node(node tmp)
{
if(tmp == NULL)
{
puts("tmp is NULL!");
return -1;
}
printf("the data is %d\n",tmp->data);
return 0;
}

int delete_node(node head,int data)
{
node p = NULL;
list_for_each_entry(p,&(head->list),list)
{
if(p->data == data)
{
printf("found the data which you want to delete!\n");
goto f;
}
}

f:
list_del(&(p->list));
free(p);
return 0;
}

int show_list(node head)
{
node p = NULL;
list_for_each_entry(p,&(head->list),list)
{
printf("data:%d\n",p->data);
}
return 0;
}

int delete_list(node head)//删除链表函数
{
node p,q;
list_for_each_entry_safe(p,q,&(head->list),list)//这是内核中的安全删除函数
{
list_del(&(p->list));
free(p);
}

list_del(&(head->list));
free(head);
return 0;
}
int main(int argc,char **argv)
{
node head;
node tmp;
head = init_head(head);//初始化空链表函数
insert_tail(head,45);//从末尾插入函数
insert_tail(head,55);
insert_tail(head,65);

head_insert_node(head,75);//从头插入函数
show_list(head); //显示链表函数 

tmp = search_node(head,55);//寻找结点函数
show_node(head);
delete_node(head,55);
//show_list(head);
delete_list(head);//删除链表函数
return 0;
}

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