[国嵌攻略][108][Linux内核链表]

链表简介

链表是一种常见的数据结构，它通过指针将一系列数据节点连接成一条数据链。相对于数组，链表具有更好的动态性，建立链表时无需预先知道数据总量，可以随机分配空间，可以高效地在链表中的任意位置实时插入或删除数据。链表的开销主要是访问的顺序性和组织链的空间损失。

传统链表与Linux内核链表的区别

Linux内核链表是双向循环链表，提供一套统一的链表和操作函数。内核链表的节点由数据和指针两部分组成，不同的是指针不指向下一个节点的数据部分，而是指向下一个节点的指针部分。

内核链表的结构

struct list_head{

    struct list_head *next, *prev;

};

list_head结构包含两个指向list_head结构的指针prev和next，由此可见，内核的链表具备双向链表功能，实际上通常它都组织成双向循环链表。

内核链表的函数

头文件<linux/list.h>

INIT_LIST_HEAD:创建链表

list_add:在链表头插入节点

list_ad_tail:在链表尾插入节点

list_del:删除节点

list_entry:取出节点

list_for_each:遍历链表

list_entry(ptr, type, member)

ptr:链表结点指针

type:链表结点

member:链表结点的指针名

实现方法是通过链表结点(type)减去链表结点的指针名(member)算出结点头部距离结点指针的偏移，然后让链表结点指针(ptr)指针指向链表结点头部。

list.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/list.h>

//类型定义
typedef struct student{
    int numb;                //学生学号
    int engl;                //英语成绩
    int math;                //数学成绩
    struct list_head node;   //链表结点
}STUDENT;

//加载函数
static int list_init(){
    //创建链表
    struct list_head student_head;
    
    INIT_LIST_HEAD(&student_head);
    
    //添加结点
    STUDENT stu1, stu2, stu3;
    
    stu1.numb = 1;
    stu1.engl = 90;
    stu1.math = 90;
    list_add_tail(&(stu1.node), &student_head);
    
    stu2.numb = 2;
    stu2.engl = 80;
    stu2.math = 80;
    list_add_tail(&(stu2.node), &student_head);
    
    stu3.numb = 3;
    stu3.engl = 70;
    stu3.math = 70;
    list_add_tail(&(stu3.node), &student_head);
    
    //遍历结点
    struct list_head *pos;
    STUDENT *temp;
    
    list_for_each(pos, &student_head){
        temp = list_entry(pos, STUDENT, node);
        printk("No.%d, English is %d, Math is %d
", temp->numb, temp->engl, temp->math);
    }
    
    //删除结点
    list_del(&(stu1.node));
    list_del(&(stu2.node));
    list_del(&(stu3.node));

    return 0;
}

//卸载函数
static void list_exit(){
    
}

//模块信息声明
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("D");
MODULE_DESCRIPTION("list");
MODULE_VERSION("v1.0");

//模块函数声明
module_init(list_init);
module_exit(list_exit);

Makefile

obj-m := list.o
KDIR := /space/work/guoqian/liunxkernel/000/kernel/linux-mini2440

all :
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
    
clean :
    @rm -f *.o *.ko *.mod.* *.order *.symvers

内核链表代码不涉及到任何内核调用，可以直接移植到应用程序中使用。