鏈表是基本數據結構, 一開始學習數據結構時, 我一般這么定義, 對應實現從頭或尾插入的處理函數,
struct int_node_old { int val; struct int_node_old *next;};void old_list_insert(struct int_node_old *head, struct int_node_old *new){ new->next = head->next; head->next = new;}void old_list_insert_tail(struct int_node_old *head, struct int_node_old *new){ struct int_node_old *list = head; for (; list->next != NULL; list = list->next); list->next = new; new->next = NULL;}但是發現, 如果這么定義的話,每次實現一個list的結構, 都需要重新對應編寫處理函數, 重復輪子。
想起前段時間, 看到FreeRTOS提供的鏈表處理方式(《 FreeRTOS 任務調度 List 組織 》), 將鏈表結構定義和實際使用時具體節點數據內容分開定義, 供系統各個模塊使用。
查看linux的源碼, 發現linux中也為我們提供了相似的實現(源碼), 把一些共性統一起來。 類是 python 中for_each處理,有些意思。
linux 下的鏈表定義在文件 include/linux/types.h
, 采用的是雙向列表
在文件list.h
, 提供了一常用的接口, 根據自己的需求, 定義節點node, 建立 list 并添加節點后, 看到的組織如圖所示 :
利用這個定義, 我定義了一個自己的list數據結構, 并copy了一些接口實現,感受下,linux 是如何管理鏈表的。
// list 節點結構定義struct int_node { int val; struct list_head list;};// 新建一個list head, 初始化其指針指向自身#define LIST_HEAD(name) / struct list_head name = {&(name), &(name)};// 將新節點插入到指定兩個節點之間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;}// 將新節點插入到鏈表頭static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head){ __list_add(new, head, head->next);}// 將新節點插入到鏈表尾static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head){ __list_add(new, head->prev, head);}// 正序遍歷宏, #define list_for_each(pos, head) / for ((pos) = (head)->next; (pos) != (head); (pos) = (pos)->next)// 逆序遍歷宏#define list_for_each_prev(pos, head) / for ((pos) = (head)->prev; (pos) != (head); (pos) = (pos)->prev)// 已知一個結構的成員,獲取該成員所屬結構體地址#define container_of(ptr, type, menber) / (type *)((char*)ptr - (char*) &(((type *)0)->menber))#define list_entry(ptr, type, menber) container_of(ptr, type, menber)通過 container_of
, 可以取得我們當前正在操作鏈表所屬結構體地址,進而對具體數據進行處理, 利用c語言的一個小技巧, 把結構體投影到地址為0的地方,那么成員的絕對地址就是偏移量, 得到偏移量后,根據成員的p指針反算出結構體的首地址。 另外一種做法是定義list_head
中, 包含一個成員變量,指向其所屬,FreeRTOS是如此做的。
雖然比較簡單,記錄下,學習linux 代碼, 程序員的自我修養。
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