Linux内核中container_of宏的理解

对 typeof 的理解:


实际上, typeof 并不是宏定义,它是GCC的关键字,是GCC特有的特性。如果只知道一个变量的名字要得到其类型,并不是宏定义能够完成的,这需要编译时的信息。所以,typeof 操作是GCC内置的功能,在内核头文件和Glibc头文件中都是找不到typeof的宏定义的。

对 offsetof 的理解:

offsetof 是一个真正的宏,它定义在内核源代码 include/linux/stddef.h 文件中:

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

在这里,TYPE表示一个结构体的类型,MEMBER是结构体中的一个成员变量的名字。offsetof 宏的作用是计算成员变量 MEMBER 相对于结构体起始位置的内存偏移量,以字节(Byte)为单位。

它的计算原理是,把整数0进行强制类型转换,转换为一个 TYPE 类型的指针; 然后找到成员变量 MEMBER; 最后用取地址符 & 得到 MEMBER 的地址。 因为结构体是从地址0处开始的,所以 MEMBER 的地址就是其相对于结构体起始位置的偏移量。


对 container_of 的理解:

三个参数, ptr是成员变量的指针, type是指结构体的类型, member是成员变量的名字。 container_of 的作用就是在已知某一个成员变量的名字、指针和结构体类型的情况下,计算结构体的指针,也就是计算结构体的起始地址。 计算的方法其实很简单,就是用该成员变量的指针减去它相对于结构体起始位置的偏移量。

493 #define container_of(ptr, type, member) ({                      \
494          const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    \
495          (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})


在这个定义中,
typeof( ((type *)0)->member ) 就是获得 member 的类型, 然后定义了一个临时的常量指针 __mptr, 指向 member 变量。 为什么不直接使用 ptr 而要多此一举呢? 我想可能是为了避免对 ptr 及prt 指向的内容造成破坏。 把 __mptr 转换成 char * 类型, 因为 offsetof 得到的偏移量是以字节为单位。 两者相减得到结构体的起始位置, 再强制转换成 type 类型。



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