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2.Linux内核设计与实现 P25---浅析遍历子进程方法（利用list_for_each）(转)

Posted on 2012-10-15 10:57 鑫龙 阅读(315) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: linux内核
list_for_each遍历子进程方法，顺便分析下container_of宏的实现过程

Linux系统中的每个进程都有一个父进程（init进程除外）；每个进程还有0个或多个子进程。在进程描述符中parent指针指向其父进程，还有一个名为children的子进程链表（父进程task_struct中的children相当于链表的表头）。
而我们可以使用list_for_each(/include/linux/list.h)来依次遍历访问子进程：
  1. struct task_struct *task;
  2. struct list_head *list;
  3. list_for_each(list, &current->children) {
  4.       task = list_entry(list, struct task_struct, sibling);
  5. }
其中task即为某个子进程的地址
首先需要说明一点task_struct中的children指针指向其某个子进程的进程描述符task_struct中children的地址，而非直接指向某个子进程的地址，也就是说子进程链表中存放的仅仅是各个task_struct成员children的地址。
我们查看源文件找到list_for_each的定义：
  1. #define list_for_each(pos, head) \
  2.         for (pos = (head)->next; prefetch(pos->next), pos != (head); \
  3.                 pos = pos->next)
从上可以看出list_for_each其实就是一个for循环，在网上看到prefetch()是一个预抓取的函数，我并不理解它（哪位大牛知道的讲下哦），不过这个对for（）并没有多大的影响。for()实现的就是一个children链表的遍历，而由children的地址如何取到task_struct的地址呢，它是由list_entry宏来实现的。
我们先给出所需函数或宏的源代码
  1. list_entry(/include/linux/list.h)
  2. #define list_entry(ptr, type, member) \
  3.         container_of(ptr, type, member)
  4. ---------------------------------------------------
  5. container_of(include/linux/kernel.h)
  6. #define container_of(ptr, type, member) ({                        \
  7.         const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);        \
  8.         (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
  9. -------------------------------------------
  10. offsetof(/include/linux/stddef.h)
  11. #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
对于list_entry宏来说ptr在这里为指向children链表的指针，type为task_struct结构体的类型，member为链表成员的变量名，即children。
container_of()思路为先求出结构体成员member(即children)在结构体(即task_struct)中的偏移量，然后再根据member的地址(即ptr)来求出结构体(即task_struct)的地址。

哇哈哈  下面是我觉得最经典的地方((type *)0)->member，他将地址0强制转换为type类型的指针，然后再指向成员member，此时((type *)0)->member的地址即为member成员相对于结构体的位移。
其中typeof()相当于C的sizeof()，(char *)__mptr这个强制转换用来计算偏移字节量，size_t被定义为unsigned int 类型。



       这样这个过程就不难理解了吧


PS：网上找到的list_entry宏定义的另一个版本（有人说是老版本kernel里面的），其实是一样的，大家自己理解吧。^_^
#define list_entry(ptr, type, member) \ 
((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member))) 

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