内核链表

内核链表

 内核链表是纯粹的链表结构，只有向前向后的两个指针。将内核链表嵌套到我们自己所写的，有数据的结构体里面，这样便可以将我们所输入的数据连接起来。
 参考文件：/usr/include/btrfs/list.h

下面先来分析list.h的一些基本功能。

插入数据

 内核链表有很多巧妙之处，比如这里无论是头插还是尾插都是调用函数__list_add来实现。

static inline void __list_add(struct list_head *xnew,
                  struct list_head *prev,
                  struct list_head *next)
{
    next->prev = xnew;
    xnew->next = next;
    xnew->prev = prev;
    prev->next = xnew;
}

头插数据

static inline void list_add(struct list_head *xnew, struct list_head *head)
{
    __list_add(xnew, head, head->next);
}

尾插数据

static inline void list_add_tail(struct list_head *xnew, struct list_head *head)
{
    __list_add(xnew, head->prev, head);
}

删除节点

 将链表中的某个节点删除。

static inline void list_del_init(struct list_head *entry)
{
	__list_del(entry->prev, entry->next);
	INIT_LIST_HEAD(entry);
}

static inline void __list_del(struct list_head * prev, struct list_head * next)
{
	next->prev = prev;
	prev->next = next;
}

查找节点

 list_for_each将每个节点从链表中取出,list_entry将取出的节点进行运算，运算结果为用户定义的结构体地址（该节点）。通过遍历加list_entry运算，便可以访问链表中每一个数据的值，也可以将符合某个数据的值的节点地址返回。

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

#define list_entry(ptr, type, member) \
	((type*)((char * )(ptr) - (unsigned long)(&((type*)0)->member)))

内核链表的使用

 创建一个.c文件，包含/usr/include/btrfs/list.h。通过以上功能的分析，已经可以实现链表的增，删，改，查的功能。

#include "list.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include <errno.h>

typedef struct kernel_list{

    int data;
    struct list_head kernel_head;
}my_kernel_list, *p_kernel_list;

int input_msg(char * msg)
{
    // 让用户输入新的数据
    int num ;
    printf("%s:" , msg);
    scanf("%d" , &num);
    while(getchar() != '\n');

    return num;
}

p_kernel_list new_node()
{
    p_kernel_list new = calloc(1, sizeof(my_kernel_list));
 
    if(NULL == new)
    {
        printf("Node creation failed\n");
        return NULL;
    }
    INIT_LIST_HEAD(&new->kernel_head);

    return new;
}

void insert_node(p_kernel_list head)
{
    p_kernel_list new = new_node();

    new->data = input_msg("Please enter the data for the header node");

    list_add(&new->kernel_head, &head->kernel_head);
}

bool display_list(p_kernel_list head)
{
    if (list_empty(&head->kernel_head))
    {
        printf("The linked list is empty. Printing failed\n");
        return false;
    }

    struct list_head *pos;
    p_kernel_list tmp;
    list_for_each(pos, &head->kernel_head)
    {
        tmp = list_entry(pos, my_kernel_list, kernel_head);
        printf("data:%d\n", tmp->data);
    }
}

void add_tail_node(p_kernel_list head)
{
    p_kernel_list new = new_node();
    new->data = input_msg("Please enter the data for the tail node");

    list_add_tail(&new->kernel_head, &head->kernel_head);
}


p_kernel_list find_node(p_kernel_list head, int fdata)
{
    struct list_head *pos;
    p_kernel_list tmp;

    list_for_each(pos, &head->kernel_head)
    {
        tmp = list_entry(pos, my_kernel_list, kernel_head);
        if (tmp->data == fdata)
        {
            return tmp;
        }
    }
    return NULL;
}

bool del_node(p_kernel_list head)
{   
    int del_data = input_msg("Please enter the data you want to delete");
    p_kernel_list del_pos;

    del_pos = find_node(head, del_data); 
    if (NULL == del_pos)
    {
        printf("Failed to delete. No data available\n");
        return false;
    }   
    list_del_init(&del_pos->kernel_head);
}

bool replace_node(p_kernel_list head)
{
 
    p_kernel_list new = new_node();
    p_kernel_list old_node;
    int del_data = input_msg("Please enter the data that needs to be replaced");
    old_node = find_node(head, del_data);
    if (NULL == old_node)
    {
        printf("Replacement failed. No data available\n");   
        return false;
    }

    int new_data = input_msg("Please enter new data");
    new->data = new_data;
    list_replace_init(&old_node->kernel_head, &new->kernel_head);
  
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    p_kernel_list head = new_node();

    insert_node(head);
    insert_node(head);

    add_tail_node(head);
    add_tail_node(head);
    display_list(head);

    del_node(head);   
    display_list(head);

    replace_node(head);
    display_list(head);

    return 0;
}