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一、内核链表的设计思路
1、普通链表的数据区域的局限性
如果链表节点要存储一个int类型的数据,可以在数据区域定义int data。但是实际编程中,链表的节点不会这么简单,而是复杂多样的。
实际项目中的链表,往往把数据区封装为一个结构体。链表解决的问题是多样的,因此数据区对应的结构体的构成也是多样的,我们无法通过一套泛性的、普适的操作函数来访问所有的链表,这意味着我们要给每个链表都写一套链表的操作函数(节点创建、插入、删除、遍历等)。
2、内核链表的设计思路
经过分析发现,不同的链表的操作方法是相同的,数据区域的操作有所不同而已。于是可以把所有链表操作方法里共同的部分提取出来,用一套标准方法实现,然后让具体链表的实现者去处理不同的部分。
内核在include/linux/list.h文件中定义了一个纯链表(没有数据区域,只有前后向指针),以及纯链表的各种操作函数(节点创建、插入、删除、遍历等)。
这个纯链表本身没有任何用处,它的用法是给我们具体链表作为核心来调用。
二、内核链表的操作函数
内核链表的节点创建、删除、遍历,略。
三、内核链表的使用实践
内核链表只有纯链表,没有数据区域,怎么使用?
使用方法是将内核链表作为结构体的一个成员内嵌进去。这类似于公司收购,实现被收购公司的功能。这里面要借助container_of宏。
举例如下。
#include <linux/list.h>struct driver_info {int data; };// driver结构体用来管理内核中的驱动 struct driver {char name[20]; // 驱动名称int id; // 驱动id编号struct driver_info info; // 驱动信息struct list_head head; // 内嵌的内核链表成员 };struct driver2 {char name[20]; // 驱动名称int id; // 驱动id编号struct driver_info info; // 驱动信息//struct list_head head; // 内嵌的内核链表成员struct driver *prev;struct driver *next; };
分析driver结构体,可知前三个成员都是数据区域成员(之前简化为int data),第4个成员是一个struct list_head类型的变量(它就是一个纯链表)。本来driver结构体没有链表,也无法用链表来管理。但是driver结构体内嵌的head成员是一个纯链表,所以driver结构体通过head成员扩展了链表的功能。
driver结构体通过内嵌的方式扩展链表成员,其好处不只是有了一个链表成员,关键是可以通过利用list_head本身事先实现的链表的各种操作方法来操作head。最终,我们可以通过遍历head结构体变量来实现driver结构体的遍历。而且,遍历head结构体变量的函数在list.h文件中已经写好,内核去遍历driver结构体时就不用重复去写。
通过操作head来操作driver,实质上就是通过操作结构体的某个成员变量来操作整个结构体变量。这要借助container_of宏,具体见宏定义函数container_of的解释_天糊土的博客。