Linux内核container_of详解（图解）

在开发Linux驱动的时候，经常会用到container_of这个宏：

include/linux/kernel.h

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/**
 * container_of - 通过结构体的一个成员获取容器结构体的指针
 * @ptr:    指向成员的指针。
 * @type:   成员所嵌入的容器结构体类型。
 * @member: 结构体中的成员名。
 *
 */
#define container_of(ptr, type, member) ({          \
    const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    \
    (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

    这个宏的作用其实很简单，就是通过一个容器（结构体）中某个成员的指针得到指向这个容器（结构体）的指针，简单的说就是通过成员找容器。

这个宏的实现代码也就只有两行，下面仔细分析一下：

（1）const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);

定义一个中间变量__mptr，它等于提供给宏的参数ptr，也就是指向某个成员的指针。这个中间变量的命名意义是：

"__"代表内部使用，内核编程中常常这么做；

“m”代表middle。

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

这行代码的作用是通过中间变量__mptr（指向某个成员的指针）减去这个成员在容器（结构体）中的偏移来得到指向容器（结构体）的指针。

这里注意偏移的获取offsetof宏的实现：

include/linux/stddef.h

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#ifdef __compiler_offsetof
#define offsetof(TYPE,MEMBER) __compiler_offsetof(TYPE,MEMBER)
#else
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
#endif

    这个实现依赖编译器，如果编译器内建了__compiler_offsetof(TYPE,MEMBER)的实现，就使用编译器的实现，否则就是用((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)。

    在Linux-2.6.29（含）以上内核必须使用4.1.1（不含）以上的编译器，所以Linux-3.0内核肯定是使用了编译器内核内建的宏实现

include/linux/compiler-gcc4.h

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#define __compiler_offsetof(a,b) __builtin_offsetof(a,b)

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宏分析完了，这里附上一个图来加深下印象：

红色代表输出，蓝色代表输入，黑色代表中间变量