Linux内核数据结构hlist_head

参考自：https://blog.csdn.net/zhanglei4214/article/details/6767288

一、hlist结构简介

hlist_head 和 hlist_node 是位于linux内核中的数据结构，其设计初衷主要是为了减少Hash表的内存消耗。

struct hlist_head {
  struct hlist_node *first;
};

struct hlist_node {
  struct hlist_node *next, **pprev;
};

其内存结构如下：

 

 

hlist_head 结构体仅仅有一个first指针.

hlist_node 结构体有两个指针，next 和 ppre。其中next指针指向下一个hlist_node,如果该节点为最后一个一个节点，那么next指向NULL。

这样设计的原因在于：通常我们在使用Hash表是为实现快速查找，那么Hash表通常会维护一张相对较大的数组，否则的会带来较大的冲突，而一张较大的数组必然会带来较大的内存消耗。我们知道通常一个Hash表中每一个dentry(每一个具体数元素)会使用两个指针，有其中一个指向尾节点，而我们知道在Hash表中的list通常是非常短（如果过长，说明冲突过多），那么显然这个指向尾节点的指向我们就不那么的必要，Hash表中的每一个denry只用保存一个指针。这样的设计显然会造成链表中节点数据结构不一致，如果hlist_node采用的next和pre指针，那么对于第一个节点和其他节点操作必然会使不一致。hlist_node巧妙地将pprev指向上一个节点的next指针的地址，由于hlist_head和hlist_node指向的下一个节点的指针类型相同，这样就解决了通用性。

二、常用接口

（1）hlist_head 和 hlist_node初始化

#define HLIST_HEAD_INIT { .first = NULL }
#define HLIST_HEAD(name) struct hlist_head name = {  .first = NULL }
#define INIT_HLIST_HEAD(ptr) ((ptr)->first = NULL)
static inline void INIT_HLIST_NODE(struct hlist_node *h) 
{
  h->next = NULL;
  h->pprev = NULL;
}

（2）添加节点

static inline void hlist_add_head(struct hlist_node *n, struct hlist_head *h) 
{
  struct hlist_node *first = h->first;
  n->next = first;
  if (first)
    first->pprev = &n->next;
  h->first = n;
  n->pprev = &h->first;
}

（3）删除节点

static inline void __hlist_del(struct hlist_node *n)
{
  struct hlist_node *next = n->next;
  struct hlist_node **pprev = n->pprev;
  *pprev = next;
  if (next)
    next->pprev = pprev;
}

static inline void hlist_del(struct hlist_node *n)
{
  __hlist_del(n);
  n->next = LIST_POISON1;
  n->pprev = LIST_POISON2;
}

（4）遍历节点

#define hlist_for_each_entry(pos, head, member)       \
  for (pos = hlist_entry_safe((head)->first, typeof(*(pos)), member);\
       pos;             \
       pos = hlist_entry_safe((pos)->member.next, typeof(*(pos)), member))