list_for_each详解

Linux系统中的每个进程都有一个父进程（init进程除外）；每个进程有0或多个子进程。在进程描述符中parent指针指向其父进程，还有一个名为children的子进程链表（父进程task_struct中的children相当于链表的表头）我们可以使用list_for_each(/include/linux/list.h)来依次遍历访问子进程：

struct task_struct *task;
struct list_head *list;

list_for_each(list, &current->children) {
    task = list_entry(list, struct task_struct, sibling);
    /* task 现在指向某个子进程 */
}
其中task即为某个子进程的地址

看到上述代码的时候有些许困惑，关键在于对于list_for_each 宏定义不知，下面进行说明。

首先要知道：task_struct中的children指针指向其某个子进程的进程描述符task_struct中children的地址，而非直接指向某个子进程的地址，也就是说子进程链表中存放的仅仅是各个task_struct成员children的地址

查看源文件找到list_for_each的定义：

#define list_for_each(pos, head) \
 for (pos = (head)->next; prefetch(pos->next), pos != (head); pos = pos->next)

从上可看出list_for_each其实是for循环，实现的就是一个children链表的遍历，而由children的地址如何取到task_struct的地址呢，它是由list_entry宏来实现的。

先给出所需函数或宏的源代码

//list_entry(/include/linux/list.h)：
//task = list_entry(list, struct task_struct, sibling); 加入做对比
#define list_entry(ptr, type, member) \
 container_of(ptr, type, member)
---------------------------------------------------
   
//container_of(include/linux/kernel.h)：
#define container_of(ptr, type, member) ({     \
 const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);  \
 (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
---------------------------------------------------
   
//offsetof(/include/linux/stddef.h)：
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER) 

对于list_entry宏来说ptr在这里为指向children链表的指针，type为task_struct结构体的类型，member为链表成员的变量名，即children。

container_of()思路为先求出结构体成员member(即children)在结构体(即task_struct)中的偏移量，然后再根据member的地址(即ptr)来求出结构体(即task_struct)的地址。

((type *)0)->member，将地址0强制转换为type类型的指针，然后再指向成员member，此时((type *)0)->member的地址即为member成员相对于结构体的位移。

其中typeof()当于C的sizeof()，(char *)__mptr这个强制转换用来计算偏移字节量，size_t被定义为unsigned int 类型。