container_of()宏

嵌入式驱动学习第三周——container_of()宏 在代码管理多个数据结构时,几乎总是需要将一个结构嵌入到另一个结构中,并随时检索它们,而不关心内存偏移或边界的问题。是一个宏函数,可以通过结构体成员的地址找到结构体的地址。ptr——结构体成员地址type——结构体类型member——结构体成员在结构体里的名字// 一个员工类int age;// 年龄char* name;// 姓名}Engineer;// 一个公司类// c艹工程师// java工程师// 员工人数} company; 阅读详情

   在学习Linux驱动的过程中,遇到一个宏叫做container_of。
该宏定义在include/linux/kernel.h中,首先来贴出它的代码:

/** 
* container_of - cast a member of a structure out to the containing structure 
* @ptr:        the pointer to the member. 
* @type:       the type of the container struct this is embedded in. 
* @member:     the name of the member within the struct. 
* */ 

#define container_of(ptr, type, member) ({                      \ 
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    \ 
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

它的作用显而易见,那就是
根据一个结构体变量中的一个域成员变量的指针来获取指向整个结构体变量的指针。比如,有一个结构体变量,其定义如下:

struct demo_struct { 
           type1 member1; 
           type2 member2; 
           type3 member3; 
           type4 member4; 
};      
struct demo_struct demo;
同时,在另一个地方,获得了变量demo中的某一个域成员变量的指针,比如:
      type3  *memp = get_member_pointer_from_somewhere();
此时,如果需要获取指向整个结构体变量的指针,而不仅仅只是其某一个域成员变量的指针,我们就可以这么做:
     struct demo_struct *demop = container_of(memp, struct demo_struct, member3);
这样,我们就通过一个结构体变量的一个域成员变量的指针获得了整个结构体变量的指针。
下面说一说我对于这个container_of的实现的理解:
首先,我们将container_of(memp, struct demo_struct, type3)根据宏的定义进行展开如下:
      struct demo_struct *demop = ({                      \ 
         const typeof( ((struct demo_struct *)0)->member3 ) *__mptr = (memp);    \ 
         (struct demo_struct *)( (char *)__mptr - offsetof(struct demo_struct, member3) );})
其 中,typeof是GNU C对标准C的扩展,它的作用是根据变量获取变量的类型。因此,上述代码中的第2行的作用是首先使用typeof获取结构体域变量member3的类型为 type3,然后定义了一个type3指针类型的临时变量__mptr,并将实际结构体变量中的域变量的指针memp的值赋给临时变量__mptr。

(char *)__mptr转换为字节型指针。(char *)__mptr - offsetof(type,member) )用来求出结构体起始地址(为char *型指针),然后(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) )在(type *)作用下进行将字节型的结构体起始指针转换为type *型的结构体起始指针。

假设结构体变量demo在实际内存中的位置如下图所示:
     demo
 +-------------+ 0xA000
 |   member1   |
 +-------------+ 0xA004
 |   member2   |
 +-------------+ 0xA010
 |   member3   |
 +-------------+ 0xA018
 |   member4   |
 +-------------+

则,在执行了上述代码的第2行之后__mptr的值即为0xA010。
再看上述代码的第3行,其中需要说明的是offsetof,它定义在include/linux/stddef.h中,其定义如下:
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
先分析一下这个宏的运行机理:
一共4步 
1. ( (TYPE *)0 ) 将零转型为TYPE类型指针; 
2. ((TYPE *)0)->MEMBER 访问结构中的数据成员; 
3. &( ( (TYPE *)0 )->MEMBER )取出数据成员的地址; 
4.(size_t)(&(((TYPE*)0)->MEMBER))结果转换类型。巧妙之处在于将0转换成(TYPE*),结构以内存空间首地址0作为起始地址,则成员地址自然为偏移地址;
同样,我们将上述的offsetof调用展开,即为:
 (struct demo_struct *)( (char *)__mptr - ((size_t) &((struct demo_struct *)0)->member3) );
可见,offsetof的实现原理如上所述,就是取结构体中的域成员相对于地址0的偏移地址,也就是域成员变量相对于结构体变量首地址的偏移。
因 此,offsetof(struct demo_struct, member3)调用返回的值就是member3相对于demo变量的偏移。结合上述给出的变量地址分布图可知,offsetof(struct demo_struct, member3)将返回0x10。
于是,由上述分析可知,此时,__mptr==0xA010,offsetof(struct demo_struct, member3)==0x10。
因此, (char *)__mptr - ((size_t) &((struct demo_struct *)0)->member3) == 0xA010 - 0x10 == 0xA000,也就是结构体变量demo的首地址(如上图所示)。
这就是从结构体某成员变量指针来求出该结构体的首指针。指针类型从结构体某成员变量类型转换为该结构体类型。
由此,container_of实现了根据一个结构体变量中的一个域成员变量的指针来获取指向整个结构体变量的指针的功能。

以上内容载自网络,这篇文章分析的很透彻,顺便说一下,宋宝华的《linux设备驱动开发详解》P132 最后一行当中对该宏的参数解释是错误的!当然了,暇不掩瑜!
以下是我自己的一些理解:
首先,我定义了一个字符设备结构体
struct    globalmem_dev
{
    struct cdev   my_cdev;            //字符设备之基础结构体 
    unsigned char mem[GLOBALMEM_SIZE];    
    struct semaphore sem;/
};
接下来我实例化了一个该设备的指针对象
struct globalmem_dev    *pdev;

后来在open函数中我是这么来用的
int globalmem_open(struct inode *inode, struct file *filp)关于filp的产生和消亡参见《驱动详解》P92
{                                   
    struct globalmem_dev *pdev;    
    printk("\nFunction globalmem_open Invoked\n");    
    pdev = container_of(inode->i_cdev,  struct   globalmem_dev,  my_cdev);
    filp->private_da

ta = pdev;    
    if(down_trylock(&pdev->sem))//获得信号量,  真的我爱  container_of!!!!  我爱死container_of 了!!!
        return -EBUSY;     
    return 0;
}
对以上用法的说明:
参数3是参数2这个结构体的一个成员的名字!而不是类型名!参数1是一个指针,它指向参数3这个成员
inode 中的i_cdev字段是一个指针,当我们成功insmod了一个设备驱动的时候,我们会通过mknod创建一个设备文件节点并和具体设备(驱动)想关联, 这个设备文件节点所对应的就是struct inode结构体的一个实例,这个结构体有一个字段i_cdev,是个struct   cdev类型的指针,它会指向设备结构体的my_cdev字段。至此你已经有了一个指向某个 globalmem_dev的my_cdev字段的一个指针(在调用open前pdev的内存分配假定已经完成)由此container_of可以帮你计 算出指向该设备结构体的指针。
当一个设备驱动对应多个设备(子设备)时,你就知道container_of发挥的作用了!当你针对每一个设备调用 open时,因为每个设备对应的设备文件节点不一样,那么根据该节点的i_cdev字段所计算的设备结构体指针也不一样,你就可以找到特定节点所对应的设 备结构体!而不至于对不同的子设备编写大同小异的各自的设备驱动。

【C语言】花式操作之container_of()宏的用法   前段时间在做算法移植的时候遇到一个问题,源头直指一个名为container_of()的函数,该函数的花式写法也着实让人不禁多看几眼。该函数的定义如下: #define container_of(ptr, type, member) ({ \ const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \ (type *)( (char *)__mptr - offsetof 阅读详情

相关推荐

1.3-----Simplify 3D切片软件:从新手困惑到高效打印的进阶设置指南

本文详细介绍了Simplify 3D切片软件在大型模型打印中的高效设置技巧,包括切片效率、支撑结构智能生成和精细参数调节等核心优势。通过实战案例和进阶参数设置指南,帮助用户从新手快速进阶到高效打印,显著提升3D打印质量和效率。

weixin_42552716的博客 422

container_of()宏解析

在内核中很多地方都会使用到宏container_of()。         都知道宏container_of()的作用是:根据结构体中一个域成员变量的指针获取指向整个结构体的指针、现在来分析这个宏是如何实现的;         内核中container_of()代码如下: /** * container_of - cast a member of a structure out to th

渡江客涂鸦板 1187

FreeSurfer预处理命令

比如将/source/kernel.tgz解压到 /source/linux-2.6.29 目录 tar zxvf /source/kernel.tgz -C /source/ linux-2.6.29 tar zxvf /home/tj/application/freesurfer/subjects/mindboggle/OASIS-TRT-20-1.tar.gz -C /home/tj/application/freesurfer/subjects (1)lh.thickness mri_surf2su

Dream19961996的博客 1506

container_of()一个在内核中经常使用的宏

假设ptr指向的成员变量的类型为T,__mptr就是一个指向T类型的指针。此外,container_of()宏使用了一个GCC的语言扩展"statement expression",即后面的{},可以在其中包含多条语句。在上面的程序中,pname指向stu的name成员,通过container_of()宏获得了指向整个struct student结构体的指针pstu,然后就可以访问id和name成员了。container_of()是一个在内核中经常使用的宏,用于获取一个结构体指针所在它所属的结构体的指针。

最后一个bug的博客 315

Python多版本共存指南:用CMD命令一键切换3.6和3.8解释器(含pip使用技巧)

本文详细介绍了在Windows CMD环境下实现Python多版本(如3.6和3.8)共存与一键切换的完整方案。通过文件重命名策略、环境变量优化和自定义脚本,开发者可快速切换Python解释器版本,并管理各版本独立的pip依赖库,确保项目环境隔离与兼容性。

weixin_29035405的博客 423

STM32HAL库硬件I2C驱动INA226避坑指南:从寄存器配置到电流测量实战

本文详细解析了使用STM32的HAL库硬件I2C驱动INA226电流/功率监测芯片的完整流程与常见陷阱。内容涵盖从硬件I2C配置、寄存器(特别是配置与校准寄存器)的深度解析、健壮的驱动函数封装,到实战中的校准技巧与滤波优化,旨在帮助开发者避开通信失败、数据不准等典型问题,实现高精度电流测量。

x1y2z的博客 791

container_of() 宏的解析

文章目录container_of() 宏的解析定义作用原理分析ReferencesEnd container_of() 宏的解析 定义 其定义为: #define container_of(ptr, type, member) ({ \ const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (pt...

Chase_to_the_remote的博客 381

手游功耗优化:从猜想到硬核实测

功耗本质是“硬件在吃电”,要看电流/功率曲线,而不是只看帧率和温度;定量 = 有数字、有曲线、有对比能说“降了 15%”、“峰值从 7W 降到 5.5W”,而不是“我感觉凉快点”;工具方面:大厂会用外接功率仪 + 手机/芯片厂内部平台;平时也会用 Android/iOS/引擎自带的工具做趋势分析;流程上:选典型机型和场景 → 跑脚本采集 → 对齐 Profiler 数据 → 分析 CPU/GPU/网络谁在吃电;再通过版本对比、画质/帧率组合测试,指导配置和优化。这是一个。

本博客聚焦游戏开发技巧、创业实战心得及大学热门课程干货。这里既有技术深度,也有思维广度,无论你是开发者、创业者还是高校学子,都能在这里找到适合自己的成长之路! 177

container_of()宏的简要解析 zz

在学习Linux驱动的过程中,遇到一个宏叫做container_of。该宏定义在include/linux/kernel.h中,首先来贴出它的代码:1.       439/** 2.       440 * container_of - cast a member of a structure out to the containing structure 3.       441 * @ptr:        the pointer to the member. 4.       442 * @type

crond123的专栏 508

高云FPGA系列教程(4):片上逻辑分析仪GAO的使用

STM32等单片机,使用J-Link或ST-Link等调试器,可以进行在线调试,由于C代码是顺序执行的,我们可以插入断点,让程序停在我们需要的位置,或者是实时查看一些变量的数值,大大提高了我们Debug的速度,提高产品的开发效率。,连接到FPGA芯片的外部管脚上,如果想查看内部信号,还需要把这些信号定义成Output引出到外部管脚进行了测量,如果是多位数据,这样就会占用大量的管脚,但是此类工具有个优点就是支持多种协议解析,可以非常方便的查看协议的报文数据。当所有的仿真没问题了,才能进行最后一步:板级调试。

whik1194的博客 5029

【华为OD机试真题 新系统】1010、魔法阵的能量收集 | 机试真题+思路参考+代码解析(C++、Java、Py、C语言、JS)

【华为OD机试真题 新系统】1010、魔法阵的能量收集 | 机试真题+思路参考+代码解析(C++、Java、Py、C语言、JS) 华为od机试,华为od机试真题,华为od机试E卷,华为odE卷,华为od机试真题E卷,华为OD,华为OD机试,华为OD机试真题,华为od机考,华为od机试D卷,华为od机试真题D卷,华为od手撕代码,华为od,华为od机试C卷,华为od e卷,华为2026e卷,od机试,2026E卷,华为OD机试E卷,什么是华为od,华为od介绍,全面了解华为od,2026华为od,如何备战华为

KJ.JK 1072
上一篇: linux下 DMA管理
下一篇: 深入分析 Linux 内核链表
likeping
博客等级 码龄25年 41粉丝 13原创
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符  | 博主筛选后可见
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值