Linux模式设计6-结构体成员互访

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由于内核中定义了很多复杂的数据结构，而它们的实例中的成员在作为函数参数传递的时，函数中可能需要对它的包含者中的其他的兄弟成员进行处理，这就需要只根据成员地址就可以获取整个结构体变量的地址的操作。container_of提供了这样的操作：

include/linux/kernel.h
/**
 * 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) );})

巧妇难为无米之炊，无论如何，都需要告知container_of该整体结构体变量的类型以及当前成员的指针和成员名。typeof用来获取成员的类型并定义一个临时变量__mptr来存储当前成员的地址。offsetof用来获取当前成员相对于整体结构体地址的偏移。它定义为：

include/linux/compiler-gcc4.h
#define __compiler_offsetof(a,b) __builtin_offsetof(a,b)

include/linux/stddef.h
#ifdef __compiler_offsetof
#define offsetof(TYPE,MEMBER) __compiler_offsetof(TYPE,MEMBER)
#else
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
#endif

如果定义了__compiler_offsetof，则使用Gcc编译器内建的offsetof宏，它的作用和此处定义的offsetof相同。它将0地址作为当前结构的首地址，从而直接通过指针访问成员得到的地址即为偏移。将实际使用的结构体中的成员指针__mptr减去offsetof，就得到了结构体的地址。

#include <stdio.h>
......
typedef struct man
{
    char name[32];
    unsigned int id;
    unsigned char age;
    char address[64];
}man_t;

int main()
{
    man_t tom = {"Tom", 0, 24, "ShangHai China"};
    man_t *man = NULL;

    printf("tom:%p, tom.age:%p, offsetof(man_t, age): %d\n",
                    &tom, &tom.age, offsetof(man_t, age));

    man = container_of(&tom.age, man_t, age);
    printf("tom.name:%s, tom.id:%d, tom.age:%u, tom.address:%s\n",
                    man->name, man->id, man->age, man->address);

    return 0;
}

测试结果如下：

tom:0xbf85cda4, tom.age:0xbf85cdc8, offsetof(man_t, age): 36
tom.name:Tom, tom.id:0, tom.age:24, tom.address:ShangHai China