Linux內(nèi)核中的宏/container_of分析

今天在看平臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，看到to_xxx開頭的“函數(shù)”。包括在內(nèi)核中也有很多此類的“函數(shù)”，其實(shí)他們都是container_of的宏。因?yàn)閮?nèi)核是鏈表和結(jié)構(gòu)體的世界，因此內(nèi)核中有大量需求要 根據(jù)結(jié)構(gòu)體成員獲取結(jié)構(gòu)體地址 ，或者根據(jù)結(jié)構(gòu)體類型和結(jié)構(gòu)體成員類型獲取成員在結(jié)構(gòu)體的偏移

match函數(shù)

最后container_of的實(shí)現(xiàn)如下：

根據(jù)注釋可以得到幾點(diǎn)信息：container_of的作用是根據(jù)結(jié)構(gòu)體成員地址找結(jié)構(gòu)體地址

ptr是指向成員的指針

type是結(jié)構(gòu)體的類型

member是成員的名字

下面來分析一下這到底如何實(shí)現(xiàn)。

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

這句話實(shí)際上僅僅是把ptr的地址傳給一個(gè)臨時(shí)的變量__mptr。const表明__mptr不會(huì)修改ptr指向的數(shù)據(jù)，具體就是結(jié)構(gòu)體成員的數(shù)據(jù)。typeof是擴(kuò)展關(guān)鍵字，用于獲取某個(gè)變量的類型，確保menber的類型和傳入的ptr指向的數(shù)據(jù)類型一致。

接下來的重點(diǎn)就是：

((type *)0)->member如何理解？

先來概括一下：用一個(gè)指向0地址的指針，獲取結(jié)構(gòu)體的成員變量。

看看平時(shí)是如何獲取一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的，首先初始化一個(gè)結(jié)構(gòu)體實(shí)例a，然后聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針指向這個(gè)實(shí)例：struct xxx *p = &a；此時(shí) p = a的地址，等價(jià)于 (struct xxx *)&a;

再看看(type *)0是不是很像？type就是結(jié)構(gòu)體的類型，0就是某個(gè)結(jié)構(gòu)體實(shí)例的地址。就是把結(jié)構(gòu)體實(shí)例放到0地址嘛！((type *)0)等價(jià)于一個(gè)指針，這個(gè)指針指向0地址，類型是type類型。接下來都水到渠成。

總結(jié)一下：const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);僅僅是把傳入的ptr地址賦給_mptr臨時(shí)變量，得到的_mptr是一個(gè)絕對(duì)地址。假設(shè)是20，后面會(huì)用到。

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

先看offsetof(type,member) )的實(shí)現(xiàn)

offsetof

這里和上面分析的一樣，只不過多了一個(gè)取地址符號(hào)：把結(jié)構(gòu)體實(shí)例放到0地址，然后獲取成員變量，然后取地址，這時(shí)候取出的地址是相對(duì)0偏移的地址，也是相對(duì)于結(jié)構(gòu)體地址的偏移地址，假設(shè)是4.

那么__mptr - offsetof = 20 - 4 = 16 = 結(jié)構(gòu)體地址（絕對(duì)地址）。

理解了這個(gè)，其他都是一些類型檢查，邊角料。