LINUX常用数据结构
linux 结构体
linux 结构体Linux 结构体Linux 是一种开放源代码的操作系统，其内部实现了许多结构体来组织和管理各种资源。
本文将介绍几个常见的Linux 结构体，并解释其作用和用途。
1. task_struct 结构体task_struct 结构体是 Linux 内核中用来表示进程的数据结构。
每个正在运行或等待运行的进程都有一个对应的task_struct 结构体。
这个结构体中包含了进程的各种属性和状态信息，如进程的ID、父进程的ID、进程状态、虚拟内存信息等。
通过task_struct 结构体，内核可以管理和调度进程，实现多任务处理。
2. file 结构体file 结构体用于表示Linux 内核中的打开文件。
每个打开的文件都有一个对应的file 结构体，用于记录文件的状态和属性。
在内核中，文件被表示为一个文件描述符，而file 结构体中存储了与文件相关的信息，如文件指针、文件操作函数指针、访问权限等。
通过file 结构体，内核可以对文件进行读写操作，并管理文件的打开和关闭。
3. inode 结构体inode 结构体用于表示Linux 文件系统中的索引节点。
每个文件都对应一个唯一的inode 结构体，用于存储文件的元数据信息，如文件大小、所属用户、所属组、文件权限等。
inode 结构体中还包含了指向文件数据块的指针，通过这些指针可以访问文件的实际内容。
通过 inode 结构体，内核可以管理文件系统的存储和访问。
4. super_block 结构体super_block 结构体用于表示Linux 文件系统的超级块。
每个文件系统都有一个对应的super_block 结构体，用于存储文件系统的元数据信息，如文件系统类型、块大小、块数量等。
super_block 结构体中还包含了指向文件系统根目录的inode 结构体指针，通过这个指针可以访问文件系统中的文件和目录。
通过super_block 结构体，内核可以管理文件系统的挂载和卸载。
linux内核hash表 使用例程
linux内核hash表使用例程Linux内核中的hash表是一种常用的数据结构，用于快速查找和插入数据。
它是一种哈希表，通过将关键字映射到一个固定大小的数组中，并在数组中存储对应的值来实现高效的查找和插入操作。
在Linux内核中，hash表广泛应用于各个子系统中，比如网络子系统、文件系统、进程管理等。
这些子系统需要快速地查找和插入数据，而hash表正是为此而设计的。
hash表的实现方式多种多样，但在Linux内核中，一般采用的是拉链法（chaining）来处理冲突。
具体来说，每个数组元素都是一个链表的头指针，当多个关键字映射到同一个数组元素时，它们会被插入到链表中。
这样，当需要查找某个关键字时，只需要根据关键字的哈希值找到对应的数组元素，然后遍历链表即可。
为了提高查找效率，Linux内核中的hash表还采用了一些优化措施。
例如，为了减少冲突，每个数组元素都会被分成多个桶（bucket），每个桶中存放一条链表。
这样，即使多个关键字映射到同一个数组元素，它们也可以分布在不同的桶中，从而提高查找效率。
为了进一步提高查找效率，Linux内核中的hash表还采用了一种叫做“二次哈希”的技术。
具体来说，每个关键字的哈希值会经过一次次的哈希函数计算，得到一个新的哈希值，然后再根据这个新的哈希值找到对应的数组元素。
这样，即使多个关键字的哈希值相同，它们经过二次哈希后得到的新的哈希值也会不同，从而减少冲突，提高查找效率。
除了拉链法和二次哈希，Linux内核中的hash表还可以采用其他的冲突解决方法，比如开放定址法（open addressing）。
在开放定址法中，当发生冲突时，会根据一定的规则来寻找下一个可用的数组元素，直到找到一个空闲的位置或者遍历完整个数组。
虽然开放定址法的实现比较简单，但由于可能出现聚集现象，导致查找效率下降，因此在Linux内核中使用较少。
总的来说，Linux内核中的hash表是一种高效的数据结构，用于快速查找和插入数据。
Linux网络编程之sockaddr与sockaddr_in,sockaddr_un结构体详细讲解
sockaddrstruct sockaddr {unsigned short sa_family; /* address family, AF_xxx */char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */};sa_family是地址家族，一般都是“AF_xxx”的形式。
好像通常大多用的是都是AF_INET。
sa_data是14字节协议地址。
此数据结构用做bind、connect、recvfrom、sendto等函数的参数，指明地址信息。
但一般编程中并不直接针对此数据结构操作，而是使用另一个与sockaddr等价的数据结构sockaddr_insockaddr_in（在netinet/in.h中定义）：struct sockaddr_in {short int sin_family; /* Address family */unsigned short int sin_port; /* Port number */struct in_addr sin_addr; /* Internet address */unsigned char sin_zero[8]; /* Same size as struct sockaddr */};struct in_addr {unsigned long s_addr;};typedef struct in_addr {union {struct{unsigned char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4;} S_un_b;struct {unsigned short s_w1,s_w2;} S_un_w;unsigned long S_addr;} S_un;} IN_ADDR;sin_family指代协议族，在socket编程中只能是AF_INETsin_port存储端口号（使用网络字节顺序）sin_addr存储IP地址，使用in_addr这个数据结构sin_zero是为了让sockaddr与sockaddr_in两个数据结构保持大小相同而保留的空字节。
Linux内核中的数据结构：基数树（radixtree）【转】
Linux内核中的数据结构：基数树（radixtree）【转】转⾃：Linux基数树（radix tree）是将指针与long整数键值相关联的机制，它存储有效率，并且可快速查询，⽤于指针与整数值的映射（如：IDR机制）、内存管理等。
IDR（ID Radix）机制是将对象的⾝份鉴别号整数值ID与对象指针建⽴关联表，完成从ID与指针之间的相互转换。
IDR机制使⽤radix树状结构作为由id进⾏索引获取指针的稀疏数组，通过使⽤位图可以快速分配新的ID，IDR机制避免了使⽤固定尺⼨的数组存放指针。
IDR机制的API函数在lib/idr.c中实现，这⾥不加分析。
Linux radix树最⼴泛的⽤途是⽤于内存管理，结构address_space通过radix树跟踪绑定到地址映射上的核⼼页，该radix树允许内存管理代码快速查找标识为dirty或writeback的页。
Linux radix树的API函数在lib/radix-tree.c中实现。
（1）radix树概述radix树是通⽤的字典类型数据结构，radix树⼜称为PAT位树（Patricia Trie or crit bit tree）。
Linux内核使⽤了数据类型unsigned long的固定长度输⼊的版本。
每级代表了输⼊空间固定位数。
radix tree是⼀种多叉搜索树，树的叶⼦结点是实际的数据条⽬。
每个结点有⼀个固定的、2^n指针指向⼦结点（每个指针称为槽slot），并有⼀个指针指向⽗结点。
Linux内核利⽤radix树在⽂件内偏移快速定位⽂件缓存页，图4是⼀个radix树样例，该radix树的分叉为4(22)，树⾼为4，树的每个叶⼦结点⽤来快速定位8位⽂件内偏移，可以定位4x4x4x4=256页，如：图中虚线对应的两个叶⼦结点的路径组成值0x00000010和0x11111010，指向⽂件内相应偏移所对应的缓存页。
图4 ⼀个四叉radix树Linux radix树每个结点有64个slot，与数据类型long的位数相同，图1显⽰了⼀个有3级结点的radix树，每个数据条⽬（item）可⽤3个6位的键值（key）进⾏索引，键值从左到右分别代表第1~3层结点位置。
linux操作系统的结构及详细说明
linux操作系统的结构及详细说明linux的操作系统的结构你了解多少呢?下面由店铺为大家整理了linux操作系统的结构及详细说明的相关知识，希望对大家有帮助!linux操作系统的结构及详细说明：一、 linux内核内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
Linux 内核由如下几部分组成：内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。
系统调用接口：SCI 层提供了某些机制执行从用户空间到内核的函数调用。
这个接口依赖于体系结构，甚至在相同的处理器家族内也是如此。
SCI 实际上是一个非常有用的函数调用多路复用和多路分解服务。
在 ./linux/kernel 中您可以找到 SCI 的实现，并在 ./linux/arch 中找到依赖于体系结构的部分。
1. 内存管理对任何一台计算机而言，其内存以及其它资源都是有限的。
为了让有限的物理内存满足应用程序对内存的大需求量，Linux 采用了称为“虚拟内存”的内存管理方式。
Linux 将内存划分为容易处理的“内存页”(对于大部分体系结构来说都是 4KB)。
Linux 包括了管理可用内存的方式，以及物理和虚拟映射所使用的硬件机制。
不过内存管理要管理的可不止 4KB 缓冲区。
Linux 提供了对 4KB 缓冲区的抽象，例如 slab 分配器。
这种内存管理模式使用 4KB 缓冲区为基数，然后从中分配结构，并跟踪内存页使用情况，比如哪些内存页是满的，哪些页面没有完全使用，哪些页面为空。
这样就允许该模式根据系统需要来动态调整内存使用。
为了支持多个用户使用内存，有时会出现可用内存被消耗光的情况。
由于这个原因，页面可以移出内存并放入磁盘中。
这个过程称为交换，因为页面会被从内存交换到硬盘上。
内存管理的源代码可以在 ./linux/mm 中找到。
2 .进程管理进程实际是某特定应用程序的一个运行实体。
linux分层设计体系结构
linux分层设计体系结构Linux是一种开源的操作系统，其设计采用了分层的体系结构。
这种设计使得Linux具有高度的灵活性和可扩展性，同时也方便了系统的维护和管理。
本文将详细介绍Linux的分层设计体系结构。
在Linux的分层设计中，最底层是硬件层。
硬件层包括计算机的各种硬件设备，如处理器、内存、硬盘、网络接口等。
Linux通过设备驱动程序来管理和控制这些硬件设备，使其能够与操作系统进行交互。
在硬件层之上是内核层。
内核是操作系统的核心，负责管理系统的资源和提供各种系统服务。
Linux的内核是一个单独的模块，可以独立于其他软件进行开发和维护。
内核提供了各种系统调用接口，以及对进程、文件系统、网络和设备的管理和控制功能。
在内核层之上是库层。
库是一组共享的代码和函数，可以为应用程序提供常用的功能和服务。
Linux提供了许多不同的库，如C库、数学库、网络库等。
这些库可以被开发人员用来开发应用程序，提高开发效率和代码复用性。
在库层之上是应用层。
应用层包括各种应用程序和工具，如文本编辑器、图形界面、网络浏览器等。
这些应用程序可以通过系统调用接口与内核进行交互，并利用库提供的功能来实现各种任务和操作。
除了以上四个层次外，Linux还有其他一些重要的组件和模块。
例如，系统初始化和启动过程中，会加载引导程序和初始化程序；文件系统是用来组织和管理文件和目录的；网络协议栈是用来实现网络通信的；系统服务是用来提供各种系统功能和服务的。
这些组件和模块与其他层次之间相互关联，共同构成了Linux的完整体系结构。
Linux的分层设计体系结构具有许多优点。
首先，分层设计使得系统的各个组件和模块之间相互独立，可以分别进行开发、测试和维护，提高了开发和维护效率。
其次，分层设计使得系统的各个层次之间的接口清晰明确，方便了系统的扩展和升级。
此外，分层设计还提高了系统的稳定性和可靠性，一旦某个层次出现问题，不会对其他层次造成影响。
Linux的分层设计体系结构是一种高效、灵活和可扩展的设计方式。
Linux虚拟存储技术的主要数据结构分析
图 １ 三 层 地 址 映 射 示 意 图
以 ｉ８ ３６来说 ，Ｐ Ｃ Ｕ实 际上是 按 两 层模 型进 行 地址 映射 的 ， 就 需要 跳 过 中间 的 Ｐ 这 ＭＤ层 ， 虚拟 的三 层 将
映射 落 实到具 体 的两层 映 射 ． 一 方面 ， Ｐ ｍｉ ｒ 另 从 ｅ ｕ Ｐｏ开始 ， ｌ ｍ Ｉ 引入 了物理 地 址扩 充 功能 Ｐ Ｅ， ｍｅ Ａ 允许 将 地
ｐ ｔ ｅ ｈ中作 了如下 定义 ： ｇ ￣ｌ． 如果 所用 的 Ｃ Ｕ是 Ｐ ｎ ｕ ｒ 以 上 时 ， 择项 Ｃ Ｎ Ｉ Ｘ ６ Ｐ Ｅ为 １ 否 Ｐ ｅｔ ｍ Ｐｏ或 ｉ 选 Ｏ ＦＧ ８ Ａ ， 则 为 ０ 根据 此选 项 ， ． 编译 时从 ｐｔ ｌ一３ｅｅ． ｇ ｂｅ ｌｖ１ｈ或 ｐｔｂ 一 ｌ ｅ． ａ ｇ ｌ ２ｅ １ｈ中选其 一 ． ａｅ ｖ
静ｉｃ ｄ ｎｌ ｅ＜ａｍ ｐｔ ｌ 一 ｌ ｅ． ｕ ｓ ／ ｇ ｂｅ ２ｅ １ｈ＞ ａ ｖ
静 ｄ ｆｎ ｇａ ｌ ｅ ｅｐ ｔｂ ｅ ｉ
—
／＊Ｐ Ｅ无 效 时两层 映 射 ＊／ Ａ
ｃｃ ｅ ａｈ
—
ｉ ｔ）ｄ ｎ （ ｏ｛｝ｗ ｉ ０ ｉ ｈｌ ） ｅ（
静ｅ ｄｆ ｎ ｉ
３ 虚 拟 存储 空 间 的 管理
２ 页 表 的管 理
Ｌｕ ｉ ｘ内核的设计考虑 到了在各种不 同 Ｃ Ｕ上 的实现 ， 了保证 可移植 性和兼 容性 ，ｉ ｘ内核在 页 目录和 ｎ Ｐ 为 Ｌｎ ｕ
页表 中间增设 了一层“ 中间 目录” 映射机制设计成 了三层 ： 目录 Ｐ Ｄ、 ， 页 Ｇ 中间 目录 Ｐ Ｄ、 Ｍ 页表 ｆ ， 图 １ ｒ如 ｒ 所示 ．
在 ｉ８ Ｃ Ｕ中 ，ｉ ｘ的 每个 进 程 拥 有 各 自独立 的 ４ Ｂ虚 拟 地 址 空 间 ， 中 ０—３ Ｂ是 用 户 空 间 ， ３６ Ｐ Ｌｕ ｎ Ｇ 其 Ｇ ３～
linuxc hashmap 使用
linuxc hashmap 使用LinuxC hashmap 的使用哈希表（hashmap）是一种非常常用的数据结构，它能够以O(1)的时间复杂度进行常见操作，如插入、删除和查找。
在LinuxC 编程中，通过使用hashmap 机制，我们可以更高效地管理数据，提高程序的性能。
本文将一步一步介绍hashmap 在LinuxC 中的使用方法。
1. 什么是hashmap？哈希表是一种通过将关键字映射到表中位置来访问记录的数据结构。
它通过哈希函数将关键字转换为数组索引，然后在索引位置存储关键字对应的值。
哈希表可以在常量时间内查找或存储数据，这使得它成为大规模数据管理的首选数据结构。
2. hashmap 的实现在LinuxC 中，我们可以使用第三方库，如glib 、uthash 等来实现hashmap。
这些库提供了已经实现好的hashmap 数据结构，并提供相关的API 来操作数据。
2.1 使用glib 的hashmapglib 是GNOME 桌面环境的一个基础库，它提供了一系列数据结构和函数。
要在你的LinuxC 项目中使用glib 的hashmap，你需要进行以下步骤：- 安装glib 库：在终端中运行sudo apt-get install libglib2.0-dev 命令。
- 在你的代码中包含glib.h：在代码中添加#include <glib.h>。
- 创建hashmap：使用g_hash_table_new() 函数来创建hashmap。
例如：GHashTable *hashmap = g_hash_table_new(g_str_hash,g_str_equal)。
- 插入数据：使用g_hash_table_insert() 函数向hashmap 中插入数据。
例如：g_hash_table_insert(hashmap, key, value)。
- 查找数据：使用g_hash_table_lookup() 函数来根据关键字查找数据。
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/** List definitions.*/#define LIST_HEAD(name, type) \struct name { \struct type *lh_first; /* first element */ \}#define LIST_ENTRY(type) \struct { \struct type *le_next; /* next element */ \struct type **le_prev; /* address of previous next element */ \ }/** List functions.*/#define LIST_INIT(head) { \(head)->lh_first = NULL; \}#define LIST_INSERT_AFTER(listelm, elm, field) { \if (((elm)->field.le_next = (listelm)->field.le_next) != NULL) \ (listelm)->field.le_next->field.le_prev = \&(elm)->field.le_next; \(listelm)->field.le_next = (elm); \(elm)->field.le_prev = &(listelm)->field.le_next; \}#define LIST_INSERT_HEAD(head, elm, field) { \if (((elm)->field.le_next = (head)->lh_first) != NULL) \(head)->lh_first->field.le_prev = &(elm)->field.le_next;\(head)->lh_first = (elm); \(elm)->field.le_prev = &(head)->lh_first; \}#define LIST_REMOVE(elm, field) { \if ((elm)->field.le_next != NULL) \(elm)->field.le_next->field.le_prev = \(elm)->field.le_prev; \*(elm)->field.le_prev = (elm)->field.le_next; \}/** Tail queue definitions.*/#define TAILQ_HEAD(name, type) \struct name { \struct type *tqh_first; /* first element */ \struct type **tqh_last; /* addr of last next element */ \}#define TAILQ_ENTRY(type) \struct { \struct type *tqe_next; /* next element */ \struct type **tqe_prev; /* address of previous next element */ \ }/** Tail queue functions.*/#define TAILQ_INIT(head) { \(head)->tqh_first = NULL; \(head)->tqh_last = &(head)->tqh_first; \}#define TAILQ_INSERT_HEAD(head, elm, field) { \if (((elm)->field.tqe_next = (head)->tqh_first) != NULL) \(elm)->field.tqe_next->field.tqe_prev = \&(elm)->field.tqe_next; \else \(head)->tqh_last = &(elm)->field.tqe_next; \(head)->tqh_first = (elm); \(elm)->field.tqe_prev = &(head)->tqh_first; \}#define TAILQ_INSERT_TAIL(head, elm, field) { \(elm)->field.tqe_next = NULL; \(elm)->field.tqe_prev = (head)->tqh_last; \*(head)->tqh_last = (elm); \(head)->tqh_last = &(elm)->field.tqe_next; \}#define TAILQ_INSERT_AFTER(head, listelm, elm, field) { \if (((elm)->field.tqe_next = (listelm)->field.tqe_next) != NULL)\ (elm)->field.tqe_next->field.tqe_prev = \&(elm)->field.tqe_next; \else \(head)->tqh_last = &(elm)->field.tqe_next; \(listelm)->field.tqe_next = (elm); \(elm)->field.tqe_prev = &(listelm)->field.tqe_next; \}#define TAILQ_REMOVE(head, elm, field) { \if (((elm)->field.tqe_next) != NULL) \(elm)->field.tqe_next->field.tqe_prev = \ (elm)->field.tqe_prev; \else \(head)->tqh_last = (elm)->field.tqe_prev; \*(elm)->field.tqe_prev = (elm)->field.tqe_next; \ }/** Circular queue definitions.*/#define CIRCLEQ_HEAD(name, type) \struct name { \struct type *cqh_first; /* first element */ \struct type *cqh_last; /* last element */ \}#define CIRCLEQ_ENTRY(type) \struct { \struct type *cqe_next; /* next element */ \struct type *cqe_prev; /* previous element */ \ }/** Circular queue functions.*/#define CIRCLEQ_INIT(head) { \(head)->cqh_first = (void *)(head); \(head)->cqh_last = (void *)(head); \}#define CIRCLEQ_INSERT_AFTER(head, listelm, elm, field) { \ (elm)->field.cqe_next = (listelm)->field.cqe_next; \(elm)->field.cqe_prev = (listelm); \if ((listelm)->field.cqe_next == (void *)(head)) \(head)->cqh_last = (elm); \else \(listelm)->field.cqe_next->field.cqe_prev = (elm); \(listelm)->field.cqe_next = (elm); \}#define CIRCLEQ_INSERT_BEFORE(head, listelm, elm, field) { \ (elm)->field.cqe_next = (listelm); \(elm)->field.cqe_prev = (listelm)->field.cqe_prev; \if ((listelm)->field.cqe_prev == (void *)(head)) \(head)->cqh_first = (elm); \else \(listelm)->field.cqe_prev->field.cqe_next = (elm); \(listelm)->field.cqe_prev = (elm); \}#define CIRCLEQ_INSERT_HEAD(head, elm, field) { \(elm)->field.cqe_next = (head)->cqh_first; \(elm)->field.cqe_prev = (void *)(head); \if ((head)->cqh_last == (void *)(head)) \(head)->cqh_last = (elm); \else \(head)->cqh_first->field.cqe_prev = (elm); \(head)->cqh_first = (elm); \}#define CIRCLEQ_INSERT_TAIL(head, elm, field) { \ (elm)->field.cqe_next = (void *)(head); \(elm)->field.cqe_prev = (head)->cqh_last; \if ((head)->cqh_first == (void *)(head)) \(head)->cqh_first = (elm); \else \(head)->cqh_last->field.cqe_next = (elm); \(head)->cqh_last = (elm); \}#define CIRCLEQ_REMOVE(head, elm, field) { \if ((elm)->field.cqe_next == (void *)(head)) \(head)->cqh_last = (elm)->field.cqe_prev; \else \(elm)->field.cqe_next->field.cqe_prev = \(elm)->field.cqe_prev; \if ((elm)->field.cqe_prev == (void *)(head)) \(head)->cqh_first = (elm)->field.cqe_next; \else \(elm)->field.cqe_prev->field.cqe_next = \(elm)->field.cqe_next; \}#endif /* sys/queue.h */2:使用：声明结构struct test{int a ;int b;LIST_ENTRY(test)test_t};声明队头LIST_HEAD(list_test,test)testtp;//初始化队列LIST_INIT(testtp);struct test*ttp,tp;//插入队列操作，注意首先分配内存ttp=(struct test*)malloc(sizeof(struct test)); LIST_INSERT_HEAD(testtp,ttp,test_t);//删除操作LIST_REMOVE(ttp,test_t);free(ttp);内在的分配与释放操作均需手工进行。