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Linux內(nèi)核是世界上更流行的操作系統(tǒng)內(nèi)核之一。它是一個(gè)開(kāi)源的操作系統(tǒng)內(nèi)核，允許用戶(hù)自由地使用、修改和分發(fā)。作為L(zhǎng)inux內(nèi)核的核心組成部分之一，List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在內(nèi)核中扮演著至關(guān)重要的角色，它是Linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)鏈表操作的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。本文將深入探討Linux內(nèi)核List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
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什么是List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？
List是鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在Linux內(nèi)核中使用廣泛。它允許數(shù)據(jù)通過(guò)鏈接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相互連接，形成線(xiàn)性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通常包含了要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及一個(gè)指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。通過(guò)這種方式，可以將一組由數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的組織成序列，每個(gè)序列中的元素可以按照順序訪(fǎng)問(wèn)。
List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在Linux內(nèi)核中的應(yīng)用
在Linux內(nèi)核中，List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)經(jīng)常用于代替數(shù)組，因?yàn)長(zhǎng)ist可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整長(zhǎng)度。內(nèi)核提供了幾個(gè)List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，比如單鏈表(list_head)、雙鏈表(list_head)和環(huán)形鏈表(list_head)。這些鏈表可以是靜態(tài)分配的，也可以是動(dòng)態(tài)分配的。
在內(nèi)核中，List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可用于管理許多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，包括進(jìn)程和任務(wù)管理系統(tǒng)、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等。Linux內(nèi)核中許多子系統(tǒng)都使用List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的元數(shù)據(jù)。
List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
Linux內(nèi)核中List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)源碼如下所示：
“`
struct list_head {
struct list_head *next, *prev;
};
“`
一個(gè)List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)或者是前一個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的頭結(jié)點(diǎn)指向之一個(gè)節(jié)點(diǎn)或者是最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。下面是一個(gè)示意圖：
在Linux內(nèi)核中，List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還包含了幾個(gè)函數(shù)和宏，用以操作鏈表。其中一些宏非常常用，包括`list_init()`、`list_empty()`和`list_for_each()`。這些函數(shù)和宏提供了一種簡(jiǎn)單而高效的方法來(lái)管理鏈表操作。
在內(nèi)核中使用List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的內(nèi)核示例程序，展示如何在內(nèi)核中使用List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
“`
#include
#include
#include
struct my_list {
int data;
struct list_head list;
};
struct my_list my_list_head;
static int __init my_module_init(void)
{
struct my_list *entry;
printk(KERN_INFO “Initializing my module\n”);
// Initialize the list head
INIT_LIST_HEAD(&my_list_head.list);
// Add some entries
for (int i = 0; i
entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
if (!entry)
return -ENOMEM;
entry->data = i;
list_add(&entry->list, &my_list_head.list);
}
// Traverse the list
printk(KERN_INFO “List contents:\n”);
list_for_each_entry(entry, &my_list_head.list, list) {
printk(KERN_INFO “%d\n”, entry->data);
}
return 0;
}
static void __exit my_module_exit(void)
{
struct my_list *entry, *next;
printk(KERN_INFO “Exiting my module\n”);
// Delete all entries
list_for_each_entry_safe(entry, next, &my_list_head.list, list) {
list_del(&entry->list);
kfree(entry);
}
}
module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);
MODULE_LICENSE(“GPL”);
MODULE_AUTHOR(“Your Name”);
MODULE_DESCRIPTION(“My First Linux Kernel Module”);
“`
在這個(gè)示例程序中，我們定義了一個(gè)包含整數(shù)數(shù)據(jù)和代表其節(jié)點(diǎn)的List數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。然后，我們添加10項(xiàng)到鏈表中并遍歷鏈表。最后我們需要在退出時(shí)刪除所有項(xiàng)。
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大家來(lái)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，“jiffies + HZ”這個(gè)褲旅帆時(shí)間是怎么計(jì)算，還胡雹不是非常理解。我的整體理解是，驅(qū)動(dòng)被加載一秒內(nèi)，運(yùn)行myfunc函數(shù)，myfunc函數(shù)打印一個(gè)“鎮(zhèn)野Hello,world!”后，每?jī)擅朐俅蛴∫粋€(gè)”Hello,world!”。驅(qū)動(dòng)函數(shù)不需要你自己寫(xiě)main函數(shù)，你配置成y會(huì)自動(dòng)被拉起，配置成m，需要手動(dòng)通過(guò)工具拉起。
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