list_for_each_entry()函数分析

list_for_each原型：

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

 

　　它实际上是一个 for 循环，利用传入的 pos 作为循环变量，从表头 head 开始，逐项向后（ next方向）移动 pos ，直至又回到 head （ prefetch() 可以不考虑，用于预取以提高遍历速度）。

注意：此宏必要把list_head放在数据结构第一项成员，至此，它的地址也就是结构变量的地址。

 

list_for_each_entry原型：

#define list_for_each_entry(pos, head, member)                       \
    for (pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member);   \
         prefetch(pos->member.next), &pos->member != (head);  \
              pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))                

　　在Linux内核源码中，经常要对链表进行操作，其中一个很重要的宏是list_for_each_entry，意思大体如下：
　　假设只有两个结点，则第一个member代表head，list_for_each_entry的作用就是循环遍历每一个pos中的member子项。

 

　　list_entry((head)->next, typeof(*pos), member)返回(head)->next物理指针所处位置向前减去offsetof()个字节数据之后, 其父变量pos的物理地址,父变量的类型在编译时由typeof(*pos)自动返回.所以list_for_each_entry遍历head 下面挂接的类型为typeof(*pos)的childs结构体们,当然每个child结构体包含struct list_head node之类相似的双向链表list_head类型项,就这样通过循环pos将依次指向双向链表上的各个child.(member就是child类型中 被定义的变量名)
其中用到了函数list_entry():

#define list_entry(ptr, type, member) \
    container_of(ptr, type, member)

　　这个函数的作用在图1中表示就是可以通过已知的指向member子项的指针，获得整个结构体的指针（地址）

　　list_entry()中用到了函数container_of():

#define container_of(ptr, type, member) ({                      \
    const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    \
    (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

　　　　其中又用到了offsetof（）函数：

#define offset_of(type, memb) \
    ((unsigned long)(&((type *)0)->memb))

　　　　　　offsetof(TYPE, MEMBER)：

　　　　　　　　该宏在Linux内核代码(版本2.6.22)中定义如下：

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER); 

分析：
　　(TYPE *)0,将 0 强制转换为 TYPE 型指针，记 p = (TYPE *)0，p是指向TYPE的指针，它的值是0。那么 p->MEMBER 就是 MEMBER 这个元素了，而&(p->MEMBER)就是MENBER的地址，而基地址为0，这样就巧妙的转化为了TYPE中的偏移量。再把结果强制转 换为size_t型的就OK了，size_t其实也就是int。

typedef __kernel_size_t  size_t;
typedef unsigned int __kernel_size_t; 

　　可见，该宏的作用就是求出MEMBER在TYPE中的偏移量。

和函数prefetch：

#define prefetch(x) __builtin_prefetch(x)

　　其中用到了builtin_prefetch:

#ifndef ARCH_HAS_PREFETCH
#define prefetch(x) __builtin_prefetch(x)
#endif

static inline void prefetch_range(void *addr, size_t len)
{
#ifdef ARCH_HAS_PREFETCH
char *cp;
char *end = addr + len;

for (cp = addr; cp < end; cp += PREFETCH_STRIDE)
prefetch(cp);
#endif
}

　　prefetch的含义是告诉cpu那些元素有可能马上就要用到，告诉cpu预取一下，这样可以提高速度。

list_for_each_entry应用：

　　在程序中的使用如下：

list_for_each_entry（pos , head,member）

{       

………………

      addr =    pos;  //对返回值pos的操作，这样更容易去理解list_for_each_entry，可以把它看作for()循环

………………

}