linux内核container_of宏解析

Myth丶恋晨 2022-08-20 12:05 107阅读 0赞

在看linux内核的源代码的时候，经常会看到一个宏，就是container\_of，它的作用是由一个结构体的成员指针得到这个结构体的指针。看的多了，就想搞明白这是怎么个东西，打开source insight一看，这个宏定义在include/linux/kernel.h这个头文件里边，打开一看，定义如下

/**
     * 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) );})

这个宏有三个参数，ptr是结构体成员的指针，type是这个结构体的类型，member是成员的变量名。  
就这三行的代码，让我想了半天，最后还去网上查了查，最后才搞明白了，不得不承认C语言真的是博大精深，而linux内核的源代码真的是C语言的圣堂，这么优秀（可以用惊天地泣鬼神来形容了）的代码，也就在这里能看到了。  
首先看第一行，const typeof( ((type \*)0)->member ) \*\_\_mptr = (ptr);  
这一行就是把0强转为一个type类型的指针，这个类型的成员member来定义一个指针\_\_mptr，\_\_mptr的值就是传入的ptr的值。  
再来看第二行，(type \*)( (char \*)\_\_mptr - offsetof(type,member) );  
这一行把上一行得到的\_\_mptr的地址减去member在type里的偏移值，就是type的结构体的指针。  
这个offsetof又是什么鬼！  
经过查找，offset定义在linux/compiler.h头文件里，定义如下

#undef offsetof
    #ifdef __compiler_offsetof
    #define offsetof(TYPE,MEMBER) __compiler_offsetof(TYPE,MEMBER)
    #else
    #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
    #endif
    #endif /* __KERNEL__ */

如果定义了\_\_compiler\_offsetof宏，就是用编译器内建的\_\_compiler\_offsetof，如果编译器没有定义这个宏，就使用\#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size\_t) &((TYPE \*)0)->MEMBER)这个宏。  
这个宏把0强行转化为TYPE类型的指针，然后指向他的member成员，由于这个指针的基地址是0，所以他的member成员的地址就是在0的基础上加上member的前边的变量的字节数，就是member在type结构体里边的偏移。  
真的很完美的解决，至少我是佩服的一塌糊涂。