container_of

container_of的函数实现:

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

关于offsetof见stddef.h中:
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
TYPE是某struct的类型 0是一个假想TYPE类型struct,MEMBER是该struct中的一个成员. 由于该struct的基地址为0, MEMBER的地址就是该成员相对与struct头地址的偏移量.
关于typeof,这是gcc的C语言扩展保留字,用于声明变量类型.
const typeof( ((type *)0->member ) *__mptr = (ptr);意思是声明一个与member同一个类型的指针常量 *__mptr,并初始化为ptr.
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );意思是__mptr的地址减去member在该struct中的偏移量得到的地址, 再转换成type型指针. 该指针就是member的入口地址了.

如下图所示：

定义一个结构体struct student结构体，初始化一个stu，container_of的作用是，知道stu中一个成员的地址，算出stu这个结构体的地址。如知道stu->sex的地址，返回stu的地址

分三步完成：

（1）得到结构体成员  物理地址   如得到:sut->sex

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

（2）得到成员在结构体中的偏移量 ,如上图得到  在sturct student中，成员sex的  偏移量为 20

offsetof(type,member)

（3）得到stu的  物理地址  ，如上图得到  sut = stu->sex - 20  ，这样就完成了返回stu物理地址。 

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

下面看一个实例程序：

#include
struct student{
        char name[20];
        char sex;
        int num;
}stu= {"mingming",'m',101};
main()
{
        struct student *stu_ptr;
        int offset;
        const typeof(((struct student*)0)->sex) *_mptr = &stu.sex;//(1)得到成员_mptr= stu->sex的物理地址
                printf("_mptr= 0x%d\n",_mptr);

  offset = (int)(&((struct student *)0)->sex);//（2）成员在结构体中绝对偏移量
                printf("offset = %d\n",offset);

        stu_ptr = (struct student *)((char*)_mptr - offset);//(3)得到结构体stu 的物理地址
            printf("stu_ptr = 0x%d\n",stu_ptr);

  printf("stu_ptr->name:%s\tstu_ptr->sex:%c\n", stu_ptr->name, stu_ptr->sex);
        return 0;
}

container_of可以分解为上面程序中的三步完成：

(1)得到成员_mptr= stu->sex的物理地址

首先定义一个 _mptr指针， 类型为struct student结构体中sex成员的类型，typeof 为获取（（（struct student＊）0）->sex)的类型，此处此类型为char，（（struct student＊）0）在offsetof处讲解

（2）成员在结构体中绝对偏移量

（（struct student＊）0）为 把 0地址 强制转化为指向student结构体类型的指针，该指针从地址 0 开始的 21个字节用来存放name 与 sex（char name〔20〕与 char sex共21字节），sex存放在第20个字节出（从0字节开始），&((struct student *)0)->sex 取出sex地址(此处即为20) 并强制转化为整形，所以offset为20，后面的printf结果将证明这一点

(3)得到结构体stu 的物理地址

（（char＊）_mptr - offset）此处先把_mptr指针转化为字符形指针，（为什么这么做呢？ 如果_mptr为整形指针 _mptr - offset 相当于减去 sizeof（int）＊offset个字节），减去 offset值 相当于 得到_mptr所在结构体的首地址（即stu的地址），然后我们把 该地址 强制转化为 struct student类型即可正常使用了

上面程序运行结果为：

root@android-virtual-machine:/uniteq_smb/test# ./teset_conta
_mptr= 0x134520872
offset = 20
stu_ptr = 0x134520852
stu_ptr->name:mingming   stu_ptr->sex:m