Linux内核中的container_of浅析

我就是我 2022-06-17 06:14 485阅读 0赞

**本文的主要内容：**

一、container\_of的作用

二、container\_of的定义

三、container\_of的简单实现

**一、container\_of的作用**

一般的我们通过结构体变量的地址可以找到其成员的地址，但是反过来一般是行不通的。在linux内核中就有这样的一个宏：container\_of，它可以实现根据结构体成员的地址，找到这个结构体变量的地址，从而对结构体中的其他成员进行访问。

**二、container\_of的定义**

container\_of这个宏在Linux内核的tools\\perf\\util\\include\\linux\\Kernel.h文件中，它的具体定义如下：

/**
     * 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)); })

ptr : 表示所指向结构体成员变量的地址

type ：表示结构体的类型定义

member ： 表示结构体成员的成员名

该宏返回的是该结构体类型的地址，这个地址指向的是ptr所对应的结构体变量的地址。

在这个宏中有引入了offsetof这个宏，它的具体实现如下：

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

它的作用是计算出结构体成员变量相对于结构体头部偏移。其中TYPE表示结构体的类型，MEMBER表示结构体中指定成员的名称。

**三、container\_of的简单实现**

写一个简单的例子来测试container\_of的用法，首先定义一个结构体如下所示：

/* 定义一个学生的结构体 */
    struct student{
    	int 	age;		// 年龄字段
    	int 	gender;		// 性别字段
    	char 	*name;		// 名字字段
    };

具体步骤是：实例化一个结构体变量，然后通过这个结构体变量中的某个成员的地址找到这个结构体变量的地址，完整的程序代码如下所示：

#include <stdio.h>
    
    /* 找到指定的成员在定义的结构中的偏移的位置 */
    #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
    
    /*	根据结构体成员的地址，以及结构体成员在结构体中的偏移值计算出结构体变量的地址 
     *		ptr	:	结构体成员变量的地址
     *		type	:	结构体的类型定义
     *		member	:	结构体中该成员的定义名称
     */
    #define container_of(ptr, type, member) ({			\
    	const typeof(((type *)0)->member) * __mptr = (ptr);	\
    	(type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); })
    
    /* 定义一个学生的结构体 */
    struct student{
    	int 	age;		// 年龄字段
    	int 	gender;		// 性别字段
    	char 	*name;		// 名字字段
    };
    
    /* 程序的入口函数 */
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	struct student A;
    	struct student *pA;
    
    	/* 初始化结构体A */
    	A.age = 20;
    	A.gender = 1;
    	A.name = "ChenxiaoPang";
    
    	/* 打印结构体A的相关信息 */
    	printf("A address is %p\n", &A);
    	printf("A.age = %d\n", A.age);
    	printf("A.gender = %d\n", A.gender);
    	printf("A.name = %s\n", A.name);
    
    	/* 通过结构体变量A的gender成员的地址找到结构体A的地址 */
    	pA = container_of(&A.gender, struct student, gender);
    
    	/* 打印相关信息 */
    	printf("pA is %p\n", pA);
    	printf("pA->age = %d\n", pA->age);
    	printf("pA->gender = %d\n", pA->gender);
    	printf("pA->name = %s\n", pA->name);
    
    	return 0;
    }

对这个例程进行编译运行结果如下：

![Center][]

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