遍历Linux kernel的链表时删除元素的方法

发布时间：2014-09-05 17:14:50作者：知识屋

内核的链表list_head设计相当巧妙。今天我说一下对list_head链表的遍历时如何删除元素。

链表遍历时，如果删除当前元素，一般都是会出错的。在所有语言的各种库中的链表都是如此。list_head也一样。

如，在java的遍历中删除当前元素，会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。

见：《Java中如何删除一个集合中的多个元素》 http://www.zhishiwu.com/kf/201105/92049.html 一文。

使用list_for_each遍历链表，如果使当前元素脱链，那么系统就会毫不留情的crash掉。什么提示信息都没有。因此这类bug非常难以定位。

list_for_each源码：

/**
* 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脱链元素后，会把next和prev分别赋值为：

/*
* 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脱链元素后，会把next和prev都设置为自己。

因此，在list_for_each中删除当前元素后，就无法正确找到链表的下一个元素。

如果要在遍历list_head链表时，删除当前元素，那么就必须使用list_for_each_safe函数而不能使用list_for_each函数。

list_for_each_safe源码：

/**
* 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)

这个函数比list_for_each函数多了一个n参数。这个参数也是list_head类型的。

它保存下一个元素，这样就可以安全的删除当前元素，不会造成找不到后续元素的情况发生。

在循环结束时，pos指向n元素，而不是指向pos的next元素。因为pos脱链后，pos元素的next可能已经是空指针，或者是 LIST_POISON1 这个无意义的值了。

如果list是空的，那么pos=n后，仍然等于head，遍历就此结束了！

因此，使用lisf_for_each_safe函数遍历list_head链表，就可以安全地删除当前元素了。

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