offset_of 与 container_of 用法举例

先看宏offset_of,mem是结构体类型type的成员,作用为计算出mem在结构体type中的偏移量

#define offset_of(type, mem) ({	\
	(size_t)(&(((type*)0)->mem));	\
})

再看宏container_of,mem是结构体类型type的成员,定义一个类型为type的变量,ptr为该变量mem成员的指针,作用为通过ptr指针,得到该类型为type变量的指针

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

使用举例,定义一个type_t结构体类型,其中包含a,b,c三个成员,t为type_t类型的变量。

此例目的是通过t.b的指针得到t的指针

#include <stdio.h>

#define offset_of(type, mem) ({	\
	(size_t)(&(((type*)0)->mem));	\
})

//Linux kernel
#define container_of(ptr, type, mem)	({	\
	const typeof(((type*)0)->mem) *__mptr = (ptr);	\
	(type *)((char*)__mptr - offset_of(type,mem));	\
})

//myself
#define container_of_test(ptr, type, mem)	({	\
	(type *)((char*)ptr - offset_of(type,mem));	\
})

typedef struct{
	int a;
	int b;
	int c;
}type_t;

int main(void){
	
	type_t t = {
		.a = 1,
		.b = 2,
		.c = 3
	};
	int *pb = &(t.b);                                  //pb为变量t中成员b的指针
	type_t *pt = container_of(pb, type_t, b);          //通过成员b的指针得到变量t的指针pt
	printf("成员b在type_t中的偏移量:%d\n",offset_of(type_t, b));
	printf("t.c=%d\n",pt->c);
	return 0;
}

<think>好的,用户的问题是关于Linux内核中的container_of宏,想要知道它的头文件位置和使用方法。首先,我需要回忆一下这个宏的相关知识。记得container_of宏在内核开发中非常常用,主要用于通过结构体成员的指针来获取整个结构体的指针。用户提到的引用内容里多次提到了头文件的位置,比如include/linux/kernel.h,还有include/linux/stddef.h中的offsetof宏。 首先,确定头文件的位置。根据引用[1],container_of宏的原型定义在include/linux/kernel.h里。而引用[2]和[3]提到了offsetof宏在include/linux/stddef.h中定义。所以,用户需要包含这两个头文件吗?实际上,container_of宏本身在kernel.h中,而它依赖的offsetof在stddef.h里,所以在使用的时候应该包含kernel.h,因为它可能已经包含了所需的依赖。 接下来,用户需要了解使用方法。container_of的三个参数是成员指针、结构体类型和成员名称。例如,如果有一个结构体struct example,其中包含成员int value,那么通过指向value的指针ptr,可以用container_of(ptr, struct example, value)来获取整个结构体的指针。需要确保ptr确实是指向该结构体成员的指针,否则会导致未定义行为。 另外,用户可能想知道这个宏的原理。根据引用[4],container_of利用了将0地址强制转换为结构体指针,然后计算成员的偏移量,从而从成员指针反推出结构体的起始地址。这部分可能需要进一步解释,但用户的问题主要是头文件和使用方法,所以应该先回答这些,再简要说明原理。 还要注意用户提供的引用中提到的宏定义的具体代码,比如offsetof的实现,这样在解释时可以引用这些内容来说明container_of的工作机制。同时,用户可能在实际使用中遇到问题,比如类型不匹配或者头文件未正确包含,需要提醒包含正确的头文件,并确保参数正确。 最后,生成相关的问题可能包括如何理解宏的工作原理,如何处理可能的错误,或者在不同内核版本中的差异。需要确保回答结构清晰,分点说明头文件位置、使用方法和示例,以及注意事项。</think>### Linux内核中`container_of`宏的解析 #### 1. **头文件位置** `container_of`宏定义在Linux内核源码的以下头文件中: ```c #include <linux/kernel.h> // 主要定义位置 ``` 其依赖的`offsetof`宏定义在: ```c #include <linux/stddef.h> // 实现成员偏移量计算[^2][^3] ``` --- #### 2. **宏的用途** `container_of`用于通过结构体成员的地址反向获取整个结构体的地址。 **典型场景**:在链表、设备驱动等场景中,已知成员指针需获取其父结构体指针[^1][^4]。 --- #### 3. **函数原型参数** ```c #define container_of(ptr, type, member) ({ \ void *__mptr = (void *)(ptr); \ ((type *)(__mptr - offsetof(type, member))); }) ``` - `ptr`:结构体成员的指针(如`struct list_head *`) - `type`:目标结构体类型(如`struct my_struct`) - `member`:成员在结构体中的名称(如`list`) --- #### 4. **使用示例** 假设定义结构体: ```c struct my_struct { int data; struct list_head list; // 链表成员 }; ``` 已知`list`的指针`ptr`时,可通过以下代码获取父结构体指针: ```c struct my_struct *parent = container_of(ptr, struct my_struct, list); ``` --- #### 5. **实现原理** 1. **`offsetof`宏**:计算成员在结构体中的偏移量 ```c #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t)&((TYPE *)0)->MEMBER) ``` 将地址0强制转换为`TYPE*`类型后访问成员`MEMBER`,取其地址作为偏移量[^3][^4]。 2. **指针运算**: 通过`ptr - offset`反向定位到结构体起始地址。 --- #### 6. **注意事项** - 需确保`ptr`确实指向`type`结构体的`member`成员,否则会导致未定义行为 - 内核中广泛使用`container_of`,但用户态程序需自行实现类似逻辑 ---
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