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[转载]list.h头文件分析

(2012-02-24 11:12:51)
标签:

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分类: linux程序
好东西啊~~
原文地址:list.h头文件分析作者:我来迟了

 

 

现在开始:

structlist_head {

       struct list_head *next, *prev; };

这个就是那个链表的头!是不觉得很奇怪?怎么只有两个指针域,没有数据域呢?其实我现在也纠结这这个问题着呢!没事,咱们先往下看。说不定什么时候,咱就明白了这是怎么一回事情呢。

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

#defineLIST_HEAD(name)

       struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)

这俩是宏没错吧!来看看这个俩到底是个什么意思。

先来看看这个LIST_HEAD_INIT(name),当程序当中出现了这个东西的时候,他立马就会替换成后面的东西,例如出现了:

LIST_HEAD_INIT(headnode)

他立马就会替换成{&(headnode),&(headnode)},有人会问这个到底是什么意思;呵呵不要着急!下面详细的说明:

假设有这么一段C代码

……….

 struct list_head headnode ;//定义了一个headnode节点

 headnode = LIST_HEAD_INIT(headnode);

……….

那么他是不应该再编译阶段就立马的被替换成这样呢?

……….

 struct list_head headnode ;//定义了一个headnode节点

 headnode = { &(headnode), &(headnode) };

……….

注意:这里面对标准的C进行了拓展叫:GNU C,这个意思呢就是说,对headnode的两个成员赋值。这赋值之后成了什么样子了呢?看下图:

[转载]list.h头文件分析
是不是自己指向了自己?至于为什么可以这么赋值,不是本文讨论的重点,详细的可以www.baidu.com或者www.google.com.hk

 

其实这里的LIST_HEAD_INIT(name)宏是用来初始化的;

LIST_HEAD(name)宏则是用来定义+初始化。你看LIST_HEAD(name)宏是不比LIST_HEAD_INIT(name)宏多了这句 struct list_head name

记住:LIST_HEAD_INIT(name)宏是用来初始化的;LIST_HEAD(name)宏则是用来定义+初始化。

 

 

OK,我们接着往下看:

static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)

{

       list->next = list;

       list->prev = list;

}

奇怪这里怎么好像又是在初始化,而且还和上面的功能一样。我觉得,他们这样做有如下考虑:1、有些人习惯于调用函数进行初始化,而有的人喜欢代码简洁而直接使用宏来进行初始化,但是不论是那种方式,都达到了一样的功能-----初始化。

 

 

在往下看,有关链表添加的

#ifndef CONFIG_DEBUG_LIST

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;

}

#else

extern void __list_add(struct list_head *new,

                           struct list_head *prev,

                           struct list_head *next);

#endif

注意__list_add前面可是两个下划线”_”;这个就是说,这个函数是linux内核的东西,你再使用的时候,你就得注意了。一看名字就知道是增加链表节点;其实我们再学习双向链表的时候,那么多的指针操作,能把人绕死,而且到最后也搞得不清楚,你看看人家linux源代码是咋实现的:是不觉得有差距??大致格局如下图:自己用纸画画,我这里弄个图片很不容易的。

[转载]list.h头文件分析

红色的是节点名字,黑色的是指针域。

 

 

在往下看:

static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)

{

       __list_add(new, head, head->next);

}

刚才不说了么,前头哟俩下划线的让你谨慎的使用么,这不?人家有给你弄了一个函数,可以调用这个函数来进行链表的添加。实际上,还是调用的是刚才的那个有两个下划线的函数。这里体现了像个思想:1、封装,其实这个概念是C++等一类程序设计语言的OOP思想,用在了这里。2、重用,很多时候,代码其实都是可以不用自己写的,有一些现成的东西你可以去调用,这样可以很好的提高生产效率,而且linux源代码使用的是GPL许可证,没有什么版权啊乱七八糟的东西,有这么好的东西干嘛不用呢?其实下来的这个你会体会的更深:

static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)

{

       __list_add(new, head->prev, head);

}

看名字,看看list_add_tail这个名字。是不是“尾插法”?还是调用了前头的那个有两个下划线的函数吧?而且,人家仅仅只是调换了一下参数的次序。高明吧!

 

 

好!再接着往下看:

static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)

{

       next->prev = prev;

       prev->next = next;

}

 

 

#ifndef CONFIG_DEBUG_LIST

static inline void list_del(struct list_head *entry)

{

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

       entry->next = LIST_POISON1;

       entry->prev = LIST_POISON2;

}

#else

extern void list_del(struct list_head *entry);

#endif

这里是删除一节点,这里再一次的体现了封装和重用的思想。不过这里注意:

在讲entry这个节点删除之后你得将它指向一个正确的错误区域!什么意思呢,就是说,你的将它放在一个大家公认的错误的地方,因为所有的人都不会去碰那个错误的地方,所以:你这个entry就不会引起各种不必要的麻烦。其实这里有一个问题:放你free了某个节点之后,其实,我们还是可以使用这个节点的,这个在我同学的一篇博文里讲述的很清楚:

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6e9342530100yaef.html  其实这里,LIST_POISON1= 0x00100100. LIST_POISON2=0x00200200。为什么,我不知道。

下来接着看这个替换函数。将链表当中某个节点用新的节点替换掉。

 

static inline void list_replace(struct list_head *old,

                            struct list_head *new)

{

       new->next = old->next;

       new->next->prev = new;

       new->prev = old->prev;

       new->prev->next = new;

}

下面在给出图例:

[转载]list.h头文件分析

大家可以根据图例来理解。

 

 

下来这个函数就是将某个链表里头的节点删除,然后添加到另外一个链表当中。你会发现代码很简单

 

static inline void list_move(struct list_head *list, struct list_head *head)

{

       __list_del(list->prev, list->next);

       list_add(list, head);

}

呵呵,是不是出乎你的意料了??确实,这里在一次的体现了代码的重用思想。不愧是linux内核源代码,就是这样简洁高效!!

 

下面这两个函数,一个用来判断是否为链表的最后一个节点,一个用来判断该链表是否为空。

 

static inline int list_is_last(const struct list_head *list,

                            const struct list_head *head)

{

       return list->next == head;

}

 

 

static inline int list_empty(const struct list_head *head)

{

       return head->next == head;

}

详细情况如下图:

[转载]list.h头文件分析

然而实际上,我们用这种方式来判断链表是否为空是不太精确的。它同时判断头指针的nextprev,仅当两者都指向自己时才返回真。这主要是为了应付另一个cpu正在处理同一个链表而造成nextprev不一致的情况。但代码注释也承认,这一安全保障能力有限:除非其他cpu的链表操作只有list_del_init(),否则仍然不能保证安全,也就是说,还是需要加锁保护。

两个链表合并:

static inline void __list_splice(const struct list_head *list,

                             struct list_head *prev,

                             struct list_head *next)

{

       struct list_head *first = list->next;

       struct list_head *last = list->prev;

 

       first->prev = prev;

       prev->next = first;

 

       last->next = next;

       next->prev = last;

}

 

 

static inline void list_splice(const struct list_head *list,

                            struct list_head *head)

{

       if (!list_empty(list))

              __list_splice(list, head, head->next);

}

假设当前有两个链表,表头分别是list1list2(都是struct list_head变量),当调用list_splice(&list1,&list2)时,只要list1非空,list1链表的内容将被挂接在list2链表上,位于list2list2.next(原list2表的第一个节点)之间。新list2链表将以原list1表的第一个节点为首节点,而尾节点不变。如图(虚箭头为next指针):如下图所示:

[转载]list.h头文件分析


目前函数分析就到这里;由于篇幅限制,下篇博文,将详细介绍list.h当中的一些重要的宏!!

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