咳咳，这是另一位大神的作品。感谢大神！

遍历链表

list.h中定义了如下遍历链表的宏：

#define list__for_each(pos,head)\

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

pos=pos->next)

这种遍历仅仅是找到一个个结点在链表中的偏移位置pos。

问题在于，如何通过pos或得节点的起始地址，从而可以应用结点中的域。于是，list.h中定义一个list_entry()宏。

#define list_entry(ptr, type, member)

\

container_of(ptr,

type, member)

看到上面的那英文注释：获得结构体入口！！

例如：

static inline void list_add(struct list_head *new,stuct

list_head *head)

{

int mun;

char *name;

stuct list_head list;

}

ptr：the pointer to the

number.这个参数是指向list_head 类型的指针

type：这个type可不是list_head！他是list_head嵌入的那个结构体类型(本例中是指结构体stu)。详细会给出一断源代码，帮助大家理解。

Member：这个看到名字就知道这个是结构体的一个成员名。

list_entry(ptr,type,member)这个宏到底是干嘛的，是不应该看container_of这个宏是干嘛的呢？用Sorce

Insight 查看，会发现他在很多文件里头都存在，他们都是一样的，这里选取**/include/linux/kernel.h当中的container_of宏来说明。

#define container_of(ptr, type, member)

({ \

const typeof(

((type *)0)->member ) *__mptr

= (ptr); \

(type *)(

(char *)__mptr

- offsetof(type,member) );})

这个宏的作用是：计算结构体成员member再结构体当中的相对位置(相对地址)。

现在想想，开头的时候，是不是看到了这个链表的结构体定义只有指针域而没有数据域？现在就是要计算出嵌入了list_head结构的结构体的数据域的地址。

Struct stu{

int

id；

struct

list_head *next，*prev；

}；

就是要根据list_head类型的结构体计算出struct

stu结构体当中成员id的地址。

现在假设有如下定义:

struct stu *p；

struct list_head *r;

r = p->next;

现在我们肯定是可以直接通过p来访问struct stu结构体当中的id的。但是这样做旧失去了其通用性，要知道再内核当中链表的组织形式可是list_head。

现在要如何才能够通过r访问的id呢？

我们将宏container_of分开成两部分来看。

a、 consttypeof( ((type *)0)->member ) *__mptr

= (ptr);

这里的typeof也是GNU

C所拓展的。Typeof(x) 就是返回x的数据类型。我们先从最里面的括号开始看起吧，(type

*)0 、先将0转化成type 类型的指针，此时地址为0x0。(type

*)0->member为设计一个type类型的结构体，起始地址为0，编译器将结构体的起始的地址加上此结构体成员变量的偏移得到此结构体成员变量的偏移地址，由于结构体起始地址为0，所以此结构体成员变量的偏移地址就等于其成员变量在结构体内的距离结构体开始部分的偏移量。即：&(type

*)0->member就是取出其成员变量的偏移地址。而其等于其在结构体内的偏移量:即为：(size_t)(&((type*)0)->member)经过size_t的强制类型转换后，其数值为结构体内的偏移量。该偏移量这里由offsetof()求出。

然后再引用member成员，即就是： ((type *)0)->member 然后再加上typeof() 不就是返回member的数据类型么。再加上前面的const 后面的 *

__mptr 。这是个什么意思？？我们来个一个假设。假设member返回的数据类型是int。那么是不是就成了const

int * __mptr = (ptr)?现在是不是明白了？typeof(

((type *)0)->member ) 这个东西，就是为了要得到member的数据类型。

总结一下：这个就是为了定义一个member类型的指针，并且指向ptr(list_head类型)

b、 (type *)(

(char *)__mptr

- offsetof(type,member) );

(char

*)__mptr 将__mptr强制转化成char

*类型，为什么转化成char* ，就是要获得__mptr指针的地址。而不是其他的类型呢？先来看offsetof这个宏吧。他被定义在/include/linux/stddef.h当中。

#define offsetof(TYPE,

MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

不着急，还是先从最里面的括号开始看起。(TYPE *)0)->MEMBER 这不是为了获取member么。在加个& 获得他的地址、在加上(size_t) 强制转化成size_t 类型(其实也就是 unsigned

int)。number在构体内的偏移量:即为：(size_t)(&((type

*)0)->member)经过size_t的强制类型转换后，其数值为结构体内的偏移量。该偏移量这里由offsetof()求出。现在该注意了。刚才是不是说得到了type类型的指针的地址是0x0 ？你这里又得到了type类型指针成员member的地址。这个就是member的偏移地址吧！！

(char

*)__mptr转换为字节型指针，为指针__mptr的绝对地址；offsetof(type,member))为成员number

的相对偏移量。

(char *)__mptr - offsetof(type,member))用来求出结构体起始地址(为char

*型指针)。(type *)( (char *)__mptr -

offsetof(type,member) )在(type *)作用下进行将字节型的结构体起始指针转换为type

*型的结构体起始指针。

这就是从结构体某成员变量指针来求出该结构体的首指针。指针类型从结构体某成员变量类型转换为该结构体类型。

还有一个重要的问题？就是为什么要转化成char*，而不是其他的*？char类型的数据不论在什么类型的机器上，存储方式应该只是占了一个字节？因为他的实质是ascii码。这样的话，就好理解了，对char*减一那就是实实在在的减一个字节；但是你要是对int*减一会实实在在的减多少？是不是4？(32位机器下)。这样一来，你怎么知道他的真实地址？？

可以根据下图来理解！！

下面再来看看和这个宏很类似的宏

#define list_first_entry(ptr, type, member)

\

list_entry((ptr)->next,

type, member)

和刚才唯一的区别就是ptr所代表的意思不同了，list_entry这个宏是用来获得链表的入口的。但是这里却是为了得到链表的第一个元素。详细的不再赘述。

下来看看这个遍历宏：

#define list_for_each(pos, head) \

for (pos

= (head)->next; prefetch(pos->next), pos !=

(head); \

pos

= pos->next)

这里prefetch其实还是一个宏，其作用是预取。作用是使得的便利更加快速、高效、安全，我们这里基本上可以不用考虑这些问题，故，再使用的时候可以将该宏去掉。

再来看看向前遍历的宏：

#define list_for_each_prev(pos, head)

\

for (pos

= (head)->prev; prefetch(pos->prev), pos !=

(head); \

pos

= pos->prev)

跟上面遍历宏一样，其本质还是for循环，结束条件是遍历到了头！！

具体的双向循环链表就分析到这里，后面的还有一大堆的遍历宏，只不过也就是上面这几种宏的组合使用罢了；更有甚者，考虑了很多的安全性问题；比如：多线程、并发访问一链表等等，这些应该说在用户级别的程序不大会出现这类问题，我们大可不必注意；但是考虑到在OS当中，有很多是用到了链表；比如：在进程调度的时候，就绪队列、等等。在这个时候就不仅仅需要考虑链表的实现问题了，而且还得考虑安全问题！！