没有容量的容器——linux内核的链表（sina博客移入）

在看linux内核源代码的时候，经常在一些结构里看见struct list_head结构。找了一下源代码，在list.h中，有对这个结构的定义，这个就是linux内核中的链表结构。

仔细看看这个结构，就可以发现它和以前在讲数据结构的时候的链表有很大的差别——没有数据。list_head结构中仅仅包含了两个自己结构的指针，用来组建双向循环链表。最大的疑问就是，这个链表结构如何保存数据呢？

在list.h中，定义了list_entry宏。这个宏就是用来提取包含链表项的结构的指针。从list_entry宏的定义可以看到，它仅仅调用了kernel.h中的container_of()宏。后者真正实现了通过链表结构来获取包含链表的结构的地址（指针）。

container_of(ptr, type, member)宏需要三个参数。ptr：指向链表的指针；type：包含链表项结构的类型；member：链表项在结构中的名称。

其中的实现有两句语句：

const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); //声明临时变量__mptr，储存链表的指针。这个变量的类型由gcc扩展函数typeof从结构的成员变量member中获取

//((type *)0)->member将地址0强制转换为结构的指针，并获取链表的对象

(type *)((char*) __mptr - offsetof(type, member)); //将上句获取到的地址减去链表项在结构中的偏移量，得到结构的真实地址，并将这个地址转换成所需类型结构的指针

//offsetof(type, member)函数定义在stddef.h中，它返回member在结构type中的偏移量，返回值为size_t

通过这宏，就返回了包含链表项的结构的指针，然后就可以通过这个指针来访问结构中的数据了。这样定义的链表，对于没有模板的c语言来说，可以有效的避免重复写很多包含不同数据类型的结构，不用在为每种不同的数据类型写一个链表节点项了。

(参考文章：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/l-chain/index.html)