Linux內(nèi)核中container_of原理詳解

Linux內(nèi)核中經(jīng)?？梢?jiàn)container_of的身影，它在實(shí)際驅(qū)動(dòng)的編寫(xiě)中也是廣泛應(yīng)用。

container_of原理

作用 ：通過(guò)結(jié)構(gòu)體的某個(gè)成員變量地址找到該 結(jié)構(gòu)體的首地址 。

定義如下：

/**
 * 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：結(jié)構(gòu)體成員變量的指針
• type：結(jié)構(gòu)體類型
• member：結(jié)構(gòu)體成員變量的名字

換句話說(shuō)，叫： 已知結(jié)構(gòu)體type的成員member的地址ptr，求解結(jié)構(gòu)體type的起始地址 。

計(jì)算公式為：type的起始地址 = ptr -size（size為member的大?。?/strong>

以一幅圖說(shuō)明ptr、type、member的關(guān)系：

• 原理簡(jiǎn)述：

container_of的妙處就在于 以0作為成員變量member的基址 。

其中定義了一個(gè)中間變量__mptr，"__"代表內(nèi)部使用，“m”代表middle。

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

typeof( ((type *)0)->member )是獲取member的類型，__mptr = (ptr)判斷ptr與member是否為同一類型，offsetof計(jì)算成員member的大小size。

驅(qū)動(dòng)中的實(shí)際例子

例如內(nèi)核的pwm驅(qū)動(dòng)，通過(guò)成員變量chip，找到結(jié)構(gòu)體bcm2835_pwm：

struct bcm2835_pwm {
 struct pwm_chip chip;
 struct device *dev;
 void __iomem *base;
 struct clk *clk;
};

static inline struct bcm2835_pwm *to_bcm2835_pwm(struct pwm_chip *chip_ptr)
{
 return container_of(chip_ptr, struct bcm2835_pwm, chip);
}

使用container_of通常都會(huì)定義一個(gè)函數(shù)，并且命名為to_xxx或者to_find_xxx，代表要找xxx這個(gè)結(jié)構(gòu)體，傳參則傳入成員變量指針，另外函數(shù)也會(huì)聲明為inline。