Linux内核中的双向循环链表学习

一、概述

Linux内核中大量使用了链表这个基本数据结构，因此有必要去窥探一下其“葫芦里卖的是什么药”。先来些基本知识点吧：

1.数据元素间是一对一关系；

2.链表中的元素个数是有限的；

3.同一表中各数据元素的类型和长度相同。

二、实现

先上代码，有个感性的认识，后面再解释。

#include<stdio.h>

#include<malloc.h>

//链表头结构

struct list_head

{

struct list_head *next,*prev;

};

//#define LIST_HEAD_INIT(name) {&(name),&(name)}

//#define LIST_HEAD(name) struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)

//链表头初始化

void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)

{

list->next = list;

list->prev = list;

}

//真正实现链表插入操作

void _list_add(struct list_head *nnew,struct list_head *prev,struct list_head *next)

{

next->prev = nnew;

nnew->next = next;

nnew->prev = prev;

prev->next = nnew;

}

//向链表插入一个节点

void list_add(struct list_head *nnew,struct list_head *head)

{

_list_add(nnew,head,head->next);

}

#define list_for_each(pos,head) \

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

#define list_for_each_safe(pos,n,head) \

for(pos = (head)->next,n = pos->next;pos != (head);pos = n,n = pos->next)

//根据节点中的一个成员在节点中的偏移量找到节点的起始地址

#define list_entry(ptr,type,member) \

((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))

//真正实现链表删除操作

void _list_del(struct list_head *prev,struct list_head *next)

{

next->prev = prev;

prev->next = next;

}

//删除链表中的一个节点

void list_del(struct list_head *entry)

{

_list_del(entry->prev,entry->next);

entry->next = NULL;

entry->prev = NULL;

}

////////////////////////////////////////////////////

//默认链表长度

#define N 10

//定义节点的数据结构

struct numlist

{

int num;//数据域

struct list_head list;//指针域

};

//定义链表头节点

struct numlist numhead;

int main()

{

struct numlist *listnode;

struct list_head *pos;

struct numlist *p;

struct list_head *t;

int i;

//初始化链表头节点

INIT_LIST_HEAD(&numhead.list);

for(i=0;i<N;i++)

{

//为新节点分配内存

listnode = (struct numlist *)malloc(sizeof(struct numlist));

//为节点数据域赋值

listnode->num = i;

//将该节点插入到链表中

list_add(&listnode->list,&numhead.list);

printf("Node %d has been added to doublelist\n",i);

}

printf("\n\n\n\n");

//遍历链表

list_for_each(pos,&numhead.list)

{

i--;

//找出一个节点

p = list_entry(pos,struct numlist,list);

printf("Node %d's data: %d\n",i,p->num);

}

list_for_each_safe(pos,t,&numhead.list)

{

//删除节点

list_del(pos);

p = list_entry(pos,struct numlist,list);

//释放节点的内存

free(p);

}

return 0;

}