遍歷Linux kernel的鏈表時刪除元素的方法

<!--@page { margin: 2cm }PRE.cjk { font-family: "DejaVu Sans", monospace }P { margin-bottom: 0.21cm }A:link { so-language: zxx }-->

         內核的鏈表list_head設計相當巧妙。今天我說一下對list_head鏈表的遍歷時如何刪除元素。

         鏈表遍歷時，如果刪除當前元素，一般都是會出錯的。在所有語言的各種庫中的鏈表都是如此。list_head也一樣。

 

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       如，在java的遍歷中刪除當前元素，會拋出java.util.ConcurrentModificationException異常。

見：《Java中如何刪除一個集合中的多個元素》http://blog.csdn.net/shendl/archive/2007/12/28/1999907.aspx 一文。

 

 

       使用list_for_each遍歷鏈表，如果使當前元素脫鏈，那麼系統就會毫不留情的crash掉。什麼提示信息都沒有。因此這類bug非常難以定位。

 

list_for_each源碼：

/**
 * list_for_each        -       iterate over a list
 * @pos:        the &struct list_head to use as a loop cursor.
 * @head:       the head for your list.
 */
#define list_for_each(pos, head) /
        for (pos = (head)->next; prefetch(pos->next), pos != (head); /
                pos = pos->next)

 

          list_del脫鏈元素後，會把next和prev分別賦值爲：

/*
 * These are non-NULL pointers that will result in page faults
 * under normal circumstances, used to verify that nobody uses
 * non-initialized list entries.
 */
#define LIST_POISON1  ((void *) 0x00100100 + POISON_POINTER_DELTA)
#define LIST_POISON2  ((void *) 0x00200200 + POISON_POINTER_DELTA

       list_del_init脫鏈元素後，會把next和prev都設置爲自己。

 

          因此，在list_for_each中刪除當前元素後，就無法正確找到鏈表的下一個元素。

 

       如果要在遍歷list_head鏈表時，刪除當前元素，那麼就必須使用list_for_each_safe函數而不能使用list_for_each函數。

 

list_for_each_safe源碼：

/**
 * list_for_each_safe - iterate over a list safe against removal of list entry
 * @pos:        the &struct list_head to use as a loop cursor.
 * @n:          another &struct list_head to use as temporary storage
 * @head:       the head for your list.
 */
#define list_for_each_safe(pos, n, head) /
        for (pos = (head)->next, n = pos->next; pos != (head); /
                pos = n, n = pos->next)

          這個函數比list_for_each函數多了一個n參數。這個參數也是list_head類型的。

          它保存下一個元素，這樣就可以安全的刪除當前元素，不會造成找不到後續元素的情況發生。

          在循環結束時，pos指向n元素，而不是指向pos的next元素。因爲pos脫鏈後，pos元素的next可能已經是空指針，或者是LIST_POISON1 這個無意義的值了。

         如果list是空的，那麼pos=n後，仍然等於head，遍歷就此結束了！

	 因此，使用lisf_for_each_safe函數遍歷list_head鏈表，就可以安全地刪除當前元素了。