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Linux内核源码关于链表的操作:list_for_each_entry

2013年12月11日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2667字 ⁄ 字号 评论关闭

内核源码关于链表定义源码位置:include/linux/list.h

在Linux内核源码中,经常要对链表进行操作,其中一个很重要的宏是list_for_each_entry:

意思大体如下:
假设只有两个结点,则第一个member代表head,
list_for_each_entry的作用就是循环遍历每一个pos中的member子项。

图1:
pos:                                        pos:
___________                           ____________
                                     
                   |

                                     
                   |

  ...........                          
  ................  |

                                     
                   |

                                     
                   |

 member:              _________|__> member   |
                                 
                 |

     *prev;                            
 *prev;       |

     *next;--|----------                   *next;-------------
                                                  
          |

|—^————|                           |____________|       
 |

                                                                       |
                                                                         |
     |_____________________________________________|

宏list_for_each_entry: 



  1.   
  2. 406#define list_for_each_entry(pos,head, member)                  \
  3. 407      for (pos =list_entry((head)->next, typeof(*pos),member);     \
  4. 408         prefetch(pos->member.next),&pos->member !=(head);       \
  5. 409          pos =list_entry(pos->member.next, typeof(*pos),member))


复制代码

list_entry((head)->next, typeof(*pos),member)返回(head)->next物理指针所处位置向前减去offsetof()个字节数据之后,其父变量pos的物理地址,父变量的类型在编译时由typeof(*pos)自动返回.

所以list_for_each_entry遍历head下面挂接的类型为typeof(*pos)的childs结构体们,当然每个child结构体包含struct list_headnode之类相似的双向链表list_head类型项,就这样通过循环pos将依次指向双向链表上的各个child.(member就是child类型中被定义的变量名)

其中用到了函数list_entry():
这个函数的作用在图1中表示就是可以通过已知的指向member子项的指针,获得整个结构体的指针(地址)


  1. 334#define list_entry(ptr, type,member) \
  2. 335      container_of(ptr,type, member)


复制代码
和函数prefetch:

  1. #define prefetch(x)__builtin_prefetch(x)


复制代码
其中用到了builtin_prefetch:

prefetch的含义是告诉cpu那些元素有可能马上就要用到,告诉cpu预取一下,这样可以提高速度
其中用到了函数container_of():


  1. 493#define container_of(ptr, type,member) ({                 \
  2. 494      const typeof(((type *)0)->member ) *__mptr =(ptr);    \
  3. 495      (type *)((char *)__mptr - offsetof(type,member) );})





其中又用到了offsetof()函数:

lxr上找到的源码:

  1. #define offset_of(type, memb)\
  2.   47      ((unsignedlong)(&((type *)0)->memb))





offsetof(TYPE, MEMBER)

该宏在Linux内核代码(版本2.6.22)中定义如下:

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER); 

分析:

(TYPE *)0,将 0 强制转换为 TYPE 型指针,记 p = (TYPE *)0,p是指向TYPE的指针,它的值是0。那么p->MEMBER 就是 MEMBER这个元素了,而&(p->MEMBER)就是MENBER的地址,而基地址为0,这样就巧妙的转化为了TYPE中的偏移量。再把结果强制转换为size_t型的就OK了,size_t其实也就是int。

typedef__kernel_size_t  size_t;

typedef unsigned int __kernel_size_t; 

可见,该宏的作用就是求出MEMBER在TYPE中的偏移量。

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