container_of -- 巧妙的宏定义

理解内核container_of()宏

最新推荐文章于 2024-05-26 01:32:44 发布

shyodx

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分类专栏： Linux 程序设计文章标签： struct 编译器编程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/shyodx/article/details/7024801

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博客探讨了Linux内核中的container_of()宏定义，它用于通过结构体成员找到整个结构体的起始地址。文章提供了代码示例，解释了如何使用此宏，并展示了其在编程实践中的应用。

内核中的 container_of() 宏定义

container_of() 宏的功能就是通过结构体中的一个元素，来找到这个结构体的首地址。先来看看他的代码：

// include/linux/kernel.h

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


// include/linux/stddef.h
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TPYE *)0)->MEMBER)

container_of() 中，第一个参数ptr是结构体中某一个成员的指针；第二个参数type是这个结构体的类型；第三个参数member是这个成员的名字。另外，typeof() 是编译器提供的一个功能，可以得到某一个变量的数据类型，如：

int a;
typeof(a) b;   // 这里的typeof(a) b; 就相当于int b;
b = 10;

在 container_of 和 offsetof 中，都有一个比较巧妙的设计：(type *)0。我们可以这样理解，将地址为0的一个指针定义为TYPE类型（TYPE一般为结构体），那么TYPE加上某一个偏移量就可以得到TYPE中某一个成员的地址，而这个偏移量就是排这个成员之前的所有成员变量所占的空间大小。如：

struct test {
    char n;
    int id;
};

那么，n的地址就可以看作是0x0，id的地址可以看作是0x0 + 0x8。

编程实例

#include <stdio.h>
#include <string.h>

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

struct testtype {
	char name[8];
	int id;
};

int main() 
{
	struct testtype test, *ret;
	int a;
	
	strcpy(test.name, "TEST");
	test.id = 100;

	ret = NULL;
	ret = container_of(test.name, struct testtype, name);
	printf("name: %s\nid: %d\n", ret->name, ret->id);

	ret = NULL;
	ret = container_of(&test.id, struct testtype, id);
	printf("name: %s\nid: %d\n", ret->name, ret->id);

	return 0;
}

执行结果：

name: TEST
id: 100
name: TEST
id: 100