Linux驱动编程 step-by-step （十） Linux 内核链表

时间：2021-12-19 08:10:27

终于可以清闲下来打理一下我的blog了，台资企业真的事情很多很烦……

前几篇文章对字符设备有个简单介绍，并以简单的一个字符设备驱动作结尾，其实linux上大部分驱动程序都是字符设备程序，Linux源码中也可以看到很多的字符设备驱动，所以供学习的代码还是很多的。

这一节本想说一下如何测试设备驱动，但是因为最近看了看内核链标，所以称还记的比较清楚赶紧记录下来。有不到位的地方烦请指正。

Linux 内核链表

链表的简单介绍：

链表是线性表的实现方式之一，是一种常用的数据结构，用来组织一系列有序数据，并通过指针将这些有序数列链成一条数据链。相对于数组来说，它有良好的伸缩性，可以动态的添加或者删除等有点（但是访问速度较数组慢）。

数据链表常有两个域 数据域 与 指针域

内核链标是一个双向循环链表，但是它与我们常用的链表有所不同.

常用的双向链标定义如下：

[cpp] view plaincopy
  1. typedef struct NODE{  
  2.     char data;  
  3.     struct NODE *prev;  
  4.     struct NODE *next;  
  5. }NODE;  

这里的next 指针指向了下一个链标节点，通过node->data获得链标中的数据， 类似下图（但下图有些不准确）。

Linux驱动编程 step-by-step （十） Linux 内核链表

内核链表结构定义:

[cpp] view plaincopy
  1. struct list_head {  
  2.     struct list_head *next, *prev;   
  3. };  
 使用内核链表，定义数据结构
[cpp] view plaincopy
  1. struct data_struct{  
  2.     struct  list_head list;  
  3.     char data;  
  4. };  

Linux驱动编程 step-by-step （十） Linux 内核链表

在这里我们可以通过内核链标获取获取整个数据结构，并获得有用数据。

这样的好处是：实现了内核链标的通用性，不需要为每个结构定义一个链表，使用统一的内核链表即可。

那我们怎样使用内核链标呢？ 如何通过内核链标得到想要的数据结构呢？

使用内核链表：

定义包含内核链标的数据结构

[cpp] view plaincopy
  1. struct list_sample{  
  2.     struct list_head list;  
  3.     /*The data you need to use*/  
  4.     char ch;  
  5.     int x;  
  6.     /*************************/  
  7. };  
只要在数据结构中包含struct list_head成员即可。

初始化内核链表

使用内核链标需要一个链表头，故需要先行初始化脸表头

[cpp] view plaincopy
  1. static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)  
 使用INIT_LIST_HEAD 传入一个list_head指针，他会将传入的list_head结构的next 于 prev成员都指向他本身。

添加一个链表节点

[cpp] view plaincopy
  1. static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)                                                                                                                                       
  2. {  
  3.     __list_add(new, head, head->next);                       
  4. }  
 在head 之后添加一个链表节点。此处会调用一个更底层的函数__list_add。 [cpp] view plaincopy
  1. static inline void __list_add(struct list_head *new,  
  2.                   struct list_head *prev,          
  3.                   struct list_head *next)                                                                                                                                                                        
  4. {  
  5.     next->prev = new;  
  6.     new->next = next;  
  7.     new->prev = prev;  
  8.     prev->next = new;  
  9. }  
它会将新的节点放于prev 与 next之间。

同样可以调用list_add_tail， 在head之前添加一个链表节点。

删除链表节点：

[cpp] view plaincopy
  1. static inline void __list_del_entry(struct list_head *entry)  
  2. {  
  3.     __list_del(entry->prev, entry->next);  
  4. }  
 [cpp] view plaincopy
  1. static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)  
  2. {  
  3.     next->prev = prev;  
  4.     prev->next = next;  
  5. }  
这里即将 entry节点从链表中删除（其实节点仍存在只是不在链表里边了） [cpp] view plaincopy
  1. static inline void list_del(struct list_head *entry)  
 而list_del 函数会将entry节点删除并会将entry的两个成员置为不可用的地址，防止代码重复使用这个节点。

获取数据结构

[cpp] view plaincopy
  1. #define list_entry(ptr, type, member) \  
  2.     container_of(ptr, type, member)  
定义 list_entry宏 来获取数据结构，它会调用container_of 宏来获取这个结构体（container_of 宏我在前边的文章里边已经阐述过）

ptr 填入链表节点指针， type填入数据结构体类型， member示意链标在结构体中的名字。

如果现在我们知道链表的指针为entry,就可以这样获取整个结构体。

[cpp] view plaincopy
  1. struct list_sample sample = list_entry(entry, struct list_sample, list);  

以上是最基本的使用方法。

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