Linux设备驱动模型学习之基础中的基础篇

说明：转载于http://blog.csdn.net/king_208/article/details/5271166

           

 该帖中所包含的都是在阅读内核代码时需要了解的一些基本概念，后续还会不断增加的，欢迎大家批评指正，谢谢。



1、 typeof

typeof并非ISO C的关键字，而是gcc对C的一个扩展。typeof是一个关键字（类似sizeof），用于获取一个表达式的类型。

举个简单的例子：

char tt;

typeof(tt) cc;

则typeof(tt)等价于char，即相当于声明了char cc;



2、 offsetof

位置：<linux/stddef.h>

用途：获取结构类型TYPE里的 成员MEMBER 在结构体内的偏移

分析：

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

假设有结构体uio_mem：

struct uio_mem

{

struct kobject kobj;

unsigned long addr;

unsigned long size;

int memtype;

void __iomem *internal_addr;

};

如果想获得成员memtype在uio_mem内的偏移，那么该怎么做呢？

很简单，只要使用offsetof(struct uio_mem, memtype)就可以了。

可以将上述表达式展开为：

(size_t) &(( struct uio_mem *)0)-> memtype

( struct uio_mem *)0将0强制转换为struct uio_mem的指针，记为p = ( struct uio_mem *)0，p是指向struct uio_mem的指针，值为0。而p->memtype则指向struct uio_mem的成员memtype，再取地址&(p->memtype)，这样就得到了成员memtype的地址。由于结构体基地址p为0，所以&(p->memtype)就是相对于p的偏移了。最后再把成员的地址强制转换为size_t，其实就是转换为int。

typedef __kernel_size_t size_t;
typedef unsigned int __kernel_size_t;



此例中offsetof(struct uio_mem, memtype) = sizeof(struct kobject) + sizeof(unsigned long) + sizeof(unsigned long)

参考：http://cutebunny.blog.51cto.com/301216/67517

3、 container_of

位置：<linux/kernel.h>

用途：通过指向成员member的指针ptr，获取包含该成员的结构体type的指针

分析：

#define container_of(ptr, type, member) ({ /

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

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

假设有结构体uio_mem：

struct uio_mem

{

struct kobject kobj;

unsigned long addr;

unsigned long size;

int memtype;

void __iomem *internal_addr;

};

现有指向uio_mem的成员memtype的指针p（因此p的类型为int *），那么如何获取结构体uio_mem的指针？恭喜你，答对了，使用container_of(p, struct uio_mem, memtype)。

将该宏展开为：

const typeof( ((struct uio_mem *)0)-> memtype) *__mptr = (p);// 1

(struct uio_mem *)( (char *)__mptr - offsetof(struct uio_mem, memtype) ); // 2

根据之前的分析，可以很容易理解语句1等价于：

const int *__mptr = p;

即__mptr指向uio_mem的成员memtype，也即__mptr是uio_mem的成员memtype的地址。那么如果我们知道memtype在struct uio_mem中的偏移的话，用memtype的地址减去这个偏移不就知道结构体uio_mem的“首”地址了吗？

根据上述分析，通过offsetof(struct uio_mem, memtype)获取memtype在struct uio_mem中的偏移，然后再用memtype的实际地址（也即__mptr）减去这个偏移，这样就得到了结构体uio_mem的地址了，最后再将uio_mem的地址强制转换为struct uio_mem *，就获得了结构体uio_mem的指针了，这就是上述语句2所做的事情。