系统中的链表rt_list_t

发布于 2024-04-01 11:29:07 浏览：687 订阅该版

一般地，C语言实现双向链表是这样定义节点的
```c
struct list_node {
  int data;
  struct list_node *next;  // 指向前一节点
  struct list_node *prev;  // 指向后一节点
};
```
而在rt-thread中，链表定义是这样的：
```c
struct rt_list_node {
  struct rt_list_node *next;
  struct rt_list_node *prev;
};
typedef rt_list_node rt_list_t;
```

从这个定义看，链表节点结构体的定义中不带数据，仅仅是链表而已，很抽像，但是这样的好处是不用针对具体的对象定义节点结构体了。一个例子：
```c
struct obj1_node {
  int data;
  rt_list_t list;
};

struct obj2_node {
  float data;
  rt_list_t list;
};
// 这样就可以了，而不需要这样定义
struct obj1_node {
  int data;
  struct obj1_node *next;  // 指向前一节点
  struct obj1_node *prev;  // 指向后一节点
};
struct obj2_node {
  int data;
  struct obj2_node *next;  // 指向前一节点
  struct obj2_node *prev;  // 指向后一节点
};
```
两个方式的对比

![Pasted image 20240329174057.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240401/ca4fcd1b8f3be726f3bc9e72f53a79d6.png.webp)

这样的话，节点的指针只指向结构体的`list`成员， 要寻址结构体有用成员数据，还要作一下运算。下面的宏就实现了这个功能
```c
#define rt_container_of(ptr, type, member) \
    ((type *)((char *)(ptr) - (unsigned long)(&((type *)0)->member)))
```

下面例子分析
```c
struct obj1_node {
  int data;
  rt_list_t list;
};
```
假如`list`的地址是12， 很明显，因为`int`类型占4个字节，`data`成员的地址是12-4=8， 也是这个node的地址。所以关键是我们要知道某个node struct的头地址离list有“多远” ，想要通过list成员的地址知道这个节点的地址，就是要确定list位于节点中的什么位置（偏置）。上面的宏定义中的`-`号后面的代码就可以实现这个功能
```c
(unsigned long)(&((type *)0)->member))
```
分析：
`(type *)0` 把一个地址（这个地址的值是0）转化为tpye类型的指针。
再寻址其成员：`((type *)0)->member)`
再取这个成员的地址：`&((type *)0)->member)`

假如定义了一个`struct obj1_node`类型的变量val  假如val的地址是x，那`val.list`取地址肯定是x+4。上面的宏定义就是强行把这里的x置为0，那list成员的地址就是4，直接得到了偏置。

假如现在这们知道list成员的真实地址是ptr，套用宏就是：
```c
rt_container_of(ptr, struct obj1_node, list)
// 展开
( (char *)ptr - (unsigned long)( &((struct obj1_node *)0)->list) ) ) 
```
减号后面的结果是4， ptr减去一个4 ，我们就得到了 val  的地址了，近一步可取到其各个成员变量的值了。

rtt中诸多对象--线程、定时器、IPC、设备等的操作--插入、删除、遍历都是通过链表进行管理的。