介绍下linux内核的双向链表的使用，接口定义在include/linux/list.h
结构体
- struct list_head {
- struct list_head *next; // 指向下一个节点
- struct list_head *prev; // 指向前一个节点
- };
使用的时候，会把这个结构体放在需要使用链表的结构体里，放在结构体里的任意位置都可以，读取数据的时候，是从链表里拿到node后，通过container_of拿到node所在结构体的地址，根据这个地址再来找结构体里的其他成员。
所以，同一个链表里，是根据node把存放的内容关联串起来，再根据node拿到内容的，而不关心这些node所在的内容的结构体是不是同一个结构体。
- struct zslnode {
- int seq;
- struct list_head node;
- };
- struct zslnode1 {
- int seq;
- struct list_head node1;
- int seq1;
- };
初始化有多种方式，常见的有LIST_HEAD_INIT和INIT_LIST_HEAD
作用是常见一个struct list_head变量，把里面的next和prev都指向自己。
增加
常用的增加分为两种接口，往前增加list_add，往后增加list_add_tail。这俩接口都是调用的__list_add实现的，往前增加是__list_add(new, head, head->next)，往后是__list_add(new, head->prev, head)。
__list_add主要就是如下操作：
- next->prev = new;
- new->next = next;
- new->prev = prev;
- WRITE_ONCE(prev->next, new);
所以，增加节点其实就是在原来链表的的head->prev、head和head->next三个之间去增加。
head本身不存在链表上（即在head上去存数据遍历的时候是取不到的），像是把双向链表的首尾连接起来的节点，head->next永远指向链表第一个节点，head->prev指向最后一个节点。
这样就容易理解__list_add里的赋值操作，去掉prev和next之间的联系，然后把new增加到prev和next中间。
往前增加参数里prev是head，即首尾相连的点，next是head->next即链表第一位，new增加到中间就变成了链表第一位。
往后增加prev是链表最后一位，next是首尾相连的点，new增加到中间就变成了链表最后一位。
删除
删除常用的是list_del，最终调用的是__list_del，主要操作如下:
- next->prev = prev;
- WRITE_ONCE(prev->next, next);
即，后面一个节点的prev指向前面一个节点，前面一个节点的next指向后面。
遍历
遍历常用的是list_for_each_entry正向遍历，list_for_each_entry_reverse反向遍历,也还有不少别的变种，基本差不多。
- list_for_each_entry定义如下
- #define list_for_each_entry(pos, head, member) \
- for (pos = list_first_entry(head, typeof(*pos), member); \
- !list_entry_is_head(pos, head, member); \
- pos = list_next_entry(pos, member))
找到第一个节点，然后一路next查找。第一个节点，前面有提到就是head->next，再通过list_entry拿结构体地址，list_entry就是使用的container_of。
反向遍历就是反过来，查找最后一个节点，即head->prev，然后一路prev往前查找node。
直到遍历到list_entry_is_head停止，即发现自己就是head，&pos->member == (head)，这里&pos->member就是存储的结构体里指向node的地址。
实例
- struct zslnode {
- int seq;
- struct list_head node;
- };
- struct zslnode1 {
- int seq1;
- struct list_head node1;
- int seq2;
- };
- static void testlist(void)
- {
- struct list_head list;
- struct zslnode next1;
- struct zslnode next2;
- struct zslnode1 next3;
- struct zslnode pre1;
- struct zslnode pre2;
- struct zslnode *tmpnode;
- struct zslnode1 *tmpnode1;
- INIT_LIST_HEAD(&list);
- next1.seq = 101;
- list_add_tail(&next1.node, &list);
- next2.seq = 102;
- list_add_tail(&next2.node, &list);
- next3.seq1 = 1000;
- next3.seq2 = 2000;
- list_add_tail(&next3.node1, &list);
- pre1.seq = 99;
- list_add(&pre1.node, &list);
- pre2.seq = 98;
- list_add(&pre2.node, &list);
- list_for_each_entry(tmpnode, &list, node)
- {
- printk(KERN_INFO "tlist: seq:%d\n",tmpnode->seq);
- }
- list_del(&next2.node);
- list_for_each_entry(tmpnode1, &list, node1)
- {
- printk(KERN_INFO "tlist1: seq:%d %d\n",tmpnode1->seq1,tmpnode1->seq2);
- }
- }
运行结果如下
注意事项
- 从扫描的逻辑来看，head的节点是不能被扫描到的，虽然只有head存在的话，能拿到数据（那是因为head->next=head）。
- 从实例运行结果tlist1的打印可以看到不同的结构体可以放在一起处理，但是会出现内存越界的情况，读到不可控的内容。
- List的内容存放，都是用指针存放的，所以如果链表是全局变量的话，里面的节点也必须是全局或者静态变量，不能是栈里的内容，不然会有指针踩飞导致崩溃等问题。
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持晓枫资讯。
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发表于 2025-8-29 23:16:46
