linux内核container_of宏

在linux内核中经常用到container_of，实际上它是一个宏，被定义在：
linux/include/linux/kernel.h中，原型为：

/**
 * 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 (, , ) ({                      \
        const ( (( *)0)-> ) * = ();    \
        ( *)( (char *) - (,) );})


指针ptr指向结构体type中的成员member；通过指针ptr，返回结构体type的起始地址。
          type
      |----------|
      |          |
      |          |
      |----------|
ptr-->| member --|
      |----------|
      |          |
      |          |
      |----------|

其中offsetof宏定义在[include/linux/stddef.h]中定义为：
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
这里，要说明的是，((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)把0地址转化为TYPE结构的指针， 然后获取该结构中MEMBER成员的指针，并将其强制转换为size_t类型。于是，由于结构从0地址开始定义，因此，这样求出的MEMBER成员地址，实际上就是它在结构中的偏移量。分析可知__mptr指向的是一个type结构里typeof(((type *)0)->member)类型member成员的指针，offsetof(type,member)是这个成员在结构中的偏移，单位是字节，所以为了计算type结构的起始地址，__mptr减去它自己的偏移。

那么具体看一个它的应用。
    在/linux/lib/kobject.c中kobject_release被定义如下
static void (struct  *)
{
        ((, struct , ));
}

    它的作用是kobject清除函数。当其引用计数为０时，释放对象占用的资源。
它的实现中就用到了container_of。它的参数是kref为struct kref类型，而
kobject_cleanup的定义为：
void (struct  * ) //在/linux/lib/kobject.c
中，它的参数为struct kobject *类型，而struct kobject结构中就包含struct
kref 类型的成员：linux/include/linux/kobject.h
  59/* The list of strings defining the valid kobject actions as specified above */
  60extern const char *kobject_actions[];
  61
  62
  63struct kobject {
  64        const char              * k_name;
  65        char                    name[KOBJ_NAME_LEN];
  66        struct kref             kref;
  67        struct list_head        entry;
  68        struct kobject          * parent;
  69        struct kset             * kset;
  70        struct kobj_type        * ktype;
  71        struct dentry        * dentry;
  72};

从宏观的效果来看，container_of的确是取得了ptr所在结构，那么它是如何实现的？
在看看container_of的定义：

#define (, , ) ({                      \
        const ( (( *)0)-> ) * = ();    \
        ( *)( (char *) - (,) );})
此处ptr就是kobject_release的参数kref,type就是struct kobject,member就是
struct kobject结构中的成员kref，那么替换之后就为：
container_of(para_kref,struct kobject,kref) //次处由于ptr和member的名字
都为kref，但是不一样的，所以使用para_kref代替kobject_release的参数kref，
({
   const typeof(((struct kobject*)0)->kref) *__mptr = (para_ptr);
   (struct kobject *)((char *)__mptr - offsetof(struct kobject,kref));
})
((struct kobject *)0)->kref是取得kobject结构的kref成员，在使用typeof作用于它就取
得了kref成员的类型，即struct kref,到此整体的第一行可翻译为：
const struct kref *__mptr=(para_ptr);
offsetof(struct kobject,kref)是取得kref成员在struct kobject结构中的偏移
，我编写了一个内核模块测试的结果为24， 所以第二行可以翻译为：
(struct kobject *)((char *)__mptr-24);
这样就取得了para_ptr所在的指向struct kobject的地址，在使用(struct kobject *)将其强制转化成指向struct kobject结
构的指针，到此实现了上面所说的container_of的功能。