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【Linux】内核代码阅读 list_entry()

ds 2025/8/1 3:42:16

内核代码学习

list_entry()

作用：获取ptr所属结构体的首地址

#define list_entry(ptr, type, member) \((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
// ptr：指向list_node类型的指针
// type：一个结构体
// member：结构type中的一个域

使用示例

ptr为head.member
ptr所属结构体为numlist
获取ptr所属结构体的首地址也就是获取head

// 链表
struct list_node
{struct list *prev,next;
}struct numlist
{int num;struct list_node member;
};// 使用
struct numlist head;struct numlist *p = list_entry(head.member,struct numblist,member)// p 的地址就是 head 的地址
p.num;//相当于head.num

为什么这么做？

因为遍历的时候是用head.member在遍历，此时是赋值给某个变量例如pos，而没有head的首地址，因为要取出num所以需要首地址

在这里插入图片描述

疑问

明明有head，为什么要用head.member去获得head的地址呢？

跟遍历链表有关
遍历链表是在遍历member，而此时并没有head的地址，这时候要访问head中的其他地址时则需要先获得head的首地址

例子：Linux内核模块，用以创建、增加和遍历一个双向链表

// 涉及的数据结构和宏
struct list_head{struct list_head *next,*prev;
}#define INIT_LIST_HEAD(name) {&(name),&(name)}static inline void __list_add(struct list_head *new,struct list_head *prev,struct list_head *next) {next -> prev = new;new -> next = next;new -> prev = prev;prev -> next = new;
}
static inline void list_add_tail(struct list_head *new,struct list_head *head){__list_add(new,head.prev,head);
}#define list_for_each(pos,head) \for(pos = head -> next;pos!=(head);pos = pos -> next)

#include<linux/kernel.h>
#include<linux/module.h>
#include<linux/slab.h>
#include<linux/list.h>MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("X");#define N 10 //链表节点数
struct numlist{int num; //数据struct list_head list; // 指向双向链表前后指针
}struct numlist numhead; //头节点static int __init doublelist_init(void){// 初始化头结点struct numlist *listnode;struct list_head *pos;struct numlist *p;int i;printk("doublelist is starting...\n");INIT_LIST_HEAD(&numhead.list);// 建立N个结点，依次加入到链表中for(i = 0; i < N; i++) {listnode = (struct numlist *)kmalloc(sizeof(struct numlist),GFP_KERNEL); //kmalloc()在内核空间申请内存，类似于malloclistnode.num = i +1;list_add_tail(&listnode.list,&numhead.list);printk("Node %d has added to the doublelist... \n",i+1);}// 遍历：list_entry()作用的体现list_for_each(pos,&numhead.list){// 在遍历过程中并没有获得numlist类型的地址，所以只能通过该函数来获得p = list_entry(pos,struct numlist,list);printk("Node %d's data %d\n",i,p->num);i++;}
}

解读代码

#define list_entry(ptr, type, member) \((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))list_entry(head.member,struct numblist,member)
// 即
((struct numblist *)((char *)(head.member)-(unsigned long)(&((struct numblist *)0)->member)))

1.后面的减数

(unsigned long)(&((struct numblist *)0)->member)))
(struct numblist *)0)->member：member在struct numblist中的偏移地址

例如：struct numblist node，现在要访问该结构体的member地址
node.member
或者 &(node + (struct numblist *)0)->member)
即node + (struct numblist *)0)->member是偏移量

在这里插入图片描述