前言
在linux 內(nèi)核編程中，會經(jīng)常見到一個宏函數(shù)container_of(ptr,type,member), 但是當(dāng)你通過追蹤源碼時(shí)，像我們這樣的一般人就會絕望了（這一堆都是什么呀？ 函數(shù)還可以這樣定義？？？ 怎么還有0呢？？？ 哎，算了，還是放棄吧。。。）。 這就是內(nèi)核大佬們厲害的地方，隨便兩行代碼就讓我們懷疑人生，凡是都需要一個過程，慢慢來吧。
其實(shí)，原理很簡單： 已知結(jié)構(gòu)體type的成員member的地址ptr，求解結(jié)構(gòu)體type的起始地址。
type的起始地址 = ptr - size (這里需要都轉(zhuǎn)換為char *，因?yàn)樗鼮閱挝蛔止?jié))。
到此，該函數(shù)已經(jīng)講完，是不是很簡單？？？ 其實(shí)也不是，這里并沒有提到size如何計(jì)算，而令我們頭暈的正是這里。
好吧，先上container of函數(shù)原型：
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
其次為 offserof 函數(shù)原型：
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
怎么樣，是不是很炫？ 好吧，下面開始揭開面紗：
（一）0 指針的使用 （自己給的名字，不知有木問題）
讓事實(shí)說話：
#include<stdio.h>
struct test
{
char i ;
int j;
char k;
};
int main()
{
struct test temp;
printf("&temp = %p\n",&temp);
printf("&temp.k = %p\n",&temp.k);
printf("&((struct test *)0)->k = %d\n",((int)&((struct test *)0)->k));
}
編譯運(yùn)行，可以得到如下結(jié)果：
&temp = 0xbf9815b4
&temp.k = 0xbf9815bc
&((struct test *)0)->k = 8
什么意思看到了吧，自定義的結(jié)構(gòu)體有三個變量：i，j，k。 因?yàn)橛凶止?jié)對齊要求，所以該結(jié)構(gòu)體大小為4bytes * 3 =12 bytes. 而&（（struct test *）0）->k 的作用就是求 k到結(jié)構(gòu)體temp起始地址的字節(jié)數(shù)大小（就是我們的size）。在這里0被強(qiáng)制轉(zhuǎn)化為struct test *型， 它的作用就是作為指向該結(jié)構(gòu)體起始地址的指針，就是作為指向該結(jié)構(gòu)體起始地址的指針，就是作為指向該結(jié)構(gòu)體起始地址的指針， 而&（（struct test *）0）->k 的作用便是求k到該起始指針的字節(jié)數(shù)。。。其實(shí)是求相對地址，起始地址為0，則&k的值便是size大小（注：打印時(shí)因?yàn)樾枰?，所以有個int強(qiáng)轉(zhuǎn)）所以我們便可以求我們需要的 size 了 。 好吧，一不小心把 offsetof() 函數(shù)的功能給講完了：：：
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
這次再看就順眼了吧（底層為什么是這樣我還是不懂。。。只知道這樣確實(shí)可以） ， 所以offsetof（）的作用就是求我們夢寐以求的size, 并以size_t形式返回（size_t： 無符號整型）。
（二） 內(nèi)核編程的嚴(yán)謹(jǐn)性
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
這里我們只看第二行：
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);
它的作用是什么呢？ 其實(shí)沒什么作用（勿噴勿噴，讓我把話說完），但就形式而言 _mptr = ptr, 那為什么要要定義一個一樣的變量呢？？？ 其實(shí)這正是內(nèi)核人員的牛逼之處：如果開發(fā)者使用時(shí)輸入的參數(shù)有問題：ptr與member類型不匹配，編譯時(shí)便會有warnning， 但是如果去掉改行，那個就沒有了，而這個警告恰恰是必須的（防止出錯有不知道錯誤在哪里）。。。這嚴(yán)謹(jǐn)性可以吧
typeof( ((type *)0)->member )
它的作用是獲取member的類型僅此而已。至此基本結(jié)束
（三） 總結(jié)
container_of（ptr, type,member）函數(shù)的實(shí)現(xiàn)包括兩部分：
1. 判斷ptr 與 member 是否為同意類型
2. 計(jì)算size大小，結(jié)構(gòu)體的起始地址 = (type *)((char *)ptr - size) (注：強(qiáng)轉(zhuǎn)為該結(jié)構(gòu)體指針)
現(xiàn)在我們知道container_of()的作用就是通過一個結(jié)構(gòu)變量中一個成員的地址找到這個結(jié)構(gòu)體變量的首地址。
container_of(ptr,type,member),這里面有ptr,type,member分別代表指針、類型、成員。
到此這篇關(guān)于linux內(nèi)核編程container of()函數(shù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)linux container of()函數(shù) 內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
