[Linux 系统编程] container_of 的一点总结

看内核源码时，看到一个 宏定义，蛮有意思，ptr是成员变量的指针，type是指结构体的类型，member是成员变量的名字，container_of作用是在已知某一个成员变量的名字，指针和结构体类型的情况下，计算结构体的起始地址。用该成员变量的指针，减去它相对于结构体起始位置的偏移量。

typeof(((type*)0)->member)  获取member的类型。 定义一个临时指针指向ptr ， 把__mptr 转换成char*类型，因为offsetof得到的偏移量是以字节为单位，两者相减得到结构体的起始位置，再强制转换为type类型。

/**
 * 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) );})

包含在/include/Linux/kernel.h

这里面还有两个需要说明的地方，一个是typeof 另外一个是offsetof。

typedof 是个GCC的关键字，是GCC特性。可以通过一个变量的名字获得其类型，这是编译器能做到的。

offsetof 是一个宏定义，是C99 的一个标准，可以通过 man offsetof查看该宏。可以直接用

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

TYPE 表示一个结构体类型，MEMBER是结构体中的一个成员变量的名字，offsetof的作用是计算成员变量MEMBER相对于结构体起始位置的内存偏移量，以字节为单位。 先把0强制转化为TYPE类型的指针，然后找到成员变量MEMBER，用取地址符得到MEMBER的地址。因为结构体是从地址0开始，所以MEMBER的地址就是相对于结构体开始位置的偏移量。

#include<stdio.h>
#include<stddef.h>

#define offset(type,member)  ((size_t)&((type*)0)->member)

struct st
{
    int a;
    char b;
    char c;
    int d
};

struct sd
{
    int a;
    struct st b;
    char c;
};

int main()
{
    printf("%d\n",offset(struct st,c));
    printf("%d\n",offset(struct st,d));
    printf("%d\n",offset(struct sd,b));
    printf("%d\n\n",offset(struct sd,c));

    printf("%d\n",offsetof(struct st,c));
    printf("%d\n",offsetof(struct sd,b));
    printf("%d\n",offsetof(struct sd,c));

    struct sd test;
    int *p=&test.c;
    struct st *tp=&test.b;

    struct sd *dp=container_of(p,struct sd,c);
    struct st *dq=container_of(tp,struct st,b);
    // 已知member c的地址，求的test首地址
    printf("%X\n",&test);
    printf("%X\n",dp); // 已知 test中 b c 的地址， 求得 test 的地址。
    printf("%X\n",dq);

    return 0;

}

5 //c
8 //d 编译器使d按照4字节倍数对齐了
4
16

5
4
16 //c相对于起始 偏移 sizeof(int)+ sizeof(struct st)=4+12=16