container_of()宏，太妙了~

container_of(ptr, type, member)宏的作用

該宏的作用是通過(guò)結(jié)構(gòu)體成員的地址和結(jié)構(gòu)體類(lèi)型推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)體的地址，type是指結(jié)構(gòu)體的類(lèi)型，member是成員在結(jié)構(gòu)體中的名字，ptr是該成員在type結(jié)構(gòu)體中的地址。

container_of(ptr, type, member)宏解析

在 linux 源碼的 toolsincludelinuxkernel.h文件下，container_of()的定義如下：

#ifndefcontainer_of
/**
*container_of-castamemberofastructureouttothecontainingstructure
*@ptr:thepointertothemember.
*@type:thetypeofthecontainerstructthisisembeddedin.
*@member:thenameofthememberwithinthestruct.
*
*/
#definecontainer_of(ptr,type,member)({
consttypeof(((type*)0)->member)*__mptr=(ptr);
(type*)((char*)__mptr-offsetof(type,member));})
#endif

在 container_of() 宏的定義中的 offsetof(TYPE, MEMBER) 和 typeof() 初學(xué)者可能會(huì)對(duì)其很陌生，所以我們要先從理解 offsetof(TYPE, MEMBER) 和 typeof() 的作用開(kāi)始。

offsetof(TYPE, MEMBER)

本質(zhì)也是個(gè)宏定義，在 linux 源碼的 toolsincludelinuxkernel.h 文件下定義如下：

#ifndefoffsetof
#defineoffsetof(TYPE,MEMBER)((size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER)
#endif

offsetof 宏中的 TYPE 是指結(jié)構(gòu)體的類(lèi)型，MEMBER 是指結(jié)構(gòu)體中的某個(gè)成員，作用是求出該成員的在該結(jié)構(gòu)體中的偏移量。該宏首先將 0 （地址0）轉(zhuǎn)化為 TYPE * 的結(jié)構(gòu)體指針，表示地址為 0 的結(jié)構(gòu)體指針，然后通過(guò)取地址符 &((TYPE *)0)->MEMBER) 取出該結(jié)構(gòu)體指針中 MEMBER 成員的地址，最后再將地址值強(qiáng)轉(zhuǎn)為 size_t 類(lèi)型（內(nèi)核中為 unsigned long 類(lèi)型）即表示 MEMBER 成員在結(jié)構(gòu)體中的偏移量。要理解該過(guò)程需要了解對(duì)結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存分布，如圖，結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存分配是連續(xù)的，當(dāng)結(jié)構(gòu)體的地址為0時(shí)，成員的地址即為該成員的偏移量。

實(shí)例：

#include

#ifndefoffsetof
#defineoffsetof(TYPE,MEMBER)((size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER)
#endif

typedefstruct_offset
{
charmember_0;
intmember_1;
charmember_2;
}offset;

intmain()
{
printf("%d
",offsetof(offset,member_0));
printf("%d
",offsetof(offset,member_1));
printf("%d
",offsetof(offset,member_2));


return0;

}

輸出：

typeof()

typeof() 是 GNU C 中的一個(gè)關(guān)鍵字，和 sizeof() 一樣都是 C 語(yǔ)言中的關(guān)鍵字而不是函數(shù)。作用是返回傳入數(shù)據(jù)的類(lèi)型。實(shí)例：

#include

intmain()
{
inta=3;
typeof(a)b=a;/*求出a變量的類(lèi)型，并創(chuàng)建一個(gè)b變量*/


printf("a=%db=%d",a,b);

return0;
}

輸出：

container_of(ptr, type, member)

了解了 offsetof() 宏和 typeof 關(guān)鍵字之后就比較好理解 container_of 宏的作用了。

consttypeof(((type*)0)->member)*__mptr=(ptr)

該代碼的作用實(shí)際上是將 0 轉(zhuǎn)化為 type * 結(jié)構(gòu)體類(lèi)型，再取出結(jié)構(gòu)體中的MEMBER成員 (type *)0)->member， 再通過(guò) typeof 關(guān)鍵字獲取 MEMBER 成員的類(lèi)型，并定義一個(gè) MEMBER 成員類(lèi)型的指針 const typeof(((type *)0)->member) * __mptr，將傳入的 ptr 指針賦值給 __mptr__mptr = (ptr)。

(type*)((char*)__mptr-offsetof(type,member));

該代碼是將獲取的 MEMBER 成員地址強(qiáng)轉(zhuǎn)為 char *（強(qiáng)轉(zhuǎn)的目的是考慮指針的加減的實(shí)質(zhì)是指針在內(nèi)存的偏移，偏移量為指針類(lèi)型所占字節(jié)的個(gè)數(shù)），減去 MEMBER 成員在 type 結(jié)構(gòu)體中的偏移量，強(qiáng)轉(zhuǎn)為 type * 后得到結(jié)構(gòu)體的地址。實(shí)例：

#include

#ifndefoffsetof
#defineoffsetof(TYPE,MEMBER)((size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER)
#endif

#ifndefcontainer_of
#definecontainer_of(ptr,type,member)({
consttypeof(((type*)0)->member)*__mptr=(ptr);
(type*)((char*)__mptr-offsetof(type,member));})
#endif

typedefstruct_container
{
charmember_0;
intmember_1;
charmember_2;
}container;

intmain(void)
{
container*a=NULL;
containerb={'a',2,'b'};

/*member_1在實(shí)例結(jié)構(gòu)體中的地址結(jié)構(gòu)體類(lèi)型成員名*/
a=container_of(&b.member_1,container,member_1);
printf("a->member_0=%c
",a->member_0);
printf("a->member_1=%d
",a->member_1);
printf("a->member_2=%c
",a->member_2);

return0;
}

輸出：