C 双指针在linux内核哈希表实现中的应用

我试图理解Linux内核中链表和哈希表的实现。与实现的链接是。我理解链表的实现。但我不太明白为什么在hlist（**pprev）中使用双指针。hlist的链接是。我知道hlist用于哈希表的实现，因为列表的头只需要一个指针，这样可以节省空间。为什么不能使用单指针（就像链表一样*prev）？请帮助我。

原因可以在以下评论中找到：

 547/*
 548 * Double linked lists with a single pointer list head.
 549 * Mostly useful for hash tables where the two pointer list head is
 550 * too wasteful.
 551 * You lose the ability to access the tail in O(1).
 552 */

如果您使用的是*prev而不是**pprev，并且因为我们试图节省内存，所以在头部不包含*prev，那么我们的hlist实现如下所示：

struct hlist_head {
  struct hlist_node *first = null;
};

struct hlist_node {
  struct hlist_node *next;
  struct hlist_node *prev;
};

void
hlist_add_before(struct hlist_head *head,
                 struct hlist_node *node,
                 struct hlist_next *next) {
  hlist_node *prev = next->prev;

  node->next = next;
  node->prev = prev;
  next->prev = node;

  if (prev) {
    prev->next = node;
  } else {
    head->first = node;
  }
}

请注意，

prev

指针不能指向头部或

head->first

（与

**pprev

不同）。这使hlist实现复杂化，当我们实现

hlist\u add\u before（）

时，您将看到这一点：

请注意，

prev

在上面的

hlist\u add\u head（）

的IME实现中没有任何指向。因此，现在当您实现

hlist\u add\u before（）

时，它如下所示：

struct hlist_head {
  struct hlist_node *first = null;
};

struct hlist_node {
  struct hlist_node *next;
  struct hlist_node *prev;
};

void
hlist_add_before(struct hlist_head *head,
                 struct hlist_node *node,
                 struct hlist_next *next) {
  hlist_node *prev = next->prev;

  node->next = next;
  node->prev = prev;
  next->prev = node;

  if (prev) {
    prev->next = node;
  } else {
    head->first = node;
  }
}

请注意，现在我们需要传入

head

以及

hlist\u add\u before（）

，这需要一个额外的

push

指令来推动堆栈上的

head

。此外，在实现中还有一个额外的条件检查，这进一步降低了速度

---

现在，尝试用

*prev

而不是

**pprev

实现其他hlist操作，您会发现您的实现将比您在linux内核中看到的慢。

有两种类型的列表：常规列表头类型和哈希列表（hlist）。“列表头”类型只有一个结构，即“结构列表头”。但是hlist有两个结构，“struct hlist_head”和“struct hlist_node”。因此，对于hlist，当试图指向上一个元素时，该元素可以是“hlist\u head”或“hlist\u node”类型。我们不能使用一个通用指针类型来指向这两种元素类型。（当然，我们可以使用void*，但它不是一种好的指针类型，在实际使用它之前需要进行类型转换），因此解决方案是让“prev”指针指向一个公共结构类型，即“struct hlist_node*”。此公共类型由hlist_head中的字段“first”和hlist_节点中的字段“next”共享。因此，“prev”指针变为“struct hlist_node**”，可以指向hlist_head.first和hlist_node.next。

谢谢您的回答。但我的疑问是为什么没有*prev和双链接列表。使用此选项可以双向遍历。可以在O（1）中添加和删除节点。两种情况下使用的内存相同。很明显，我遗漏了一些东西。您能指出我的错误吗？我无法通过使用hlist找到性能增益。你能解释一下吗？