1、前面說的
我在好幾年前讀linux 驅(qū)動(dòng)代碼的時(shí)候看到這個(gè)宏，百度了好久，知道怎么用了，但是對(duì)實(shí)現(xiàn)過程和原理還是一知半解。
container_of宏 在linux內(nèi)核代碼里面使用次數(shù)非常非常多，對(duì)于喜歡linux編程的同學(xué)來說，了解其實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)以后看內(nèi)核代碼，寫內(nèi)核驅(qū)動(dòng)的幫助都非常大，當(dāng)然，我不是說了解這個(gè)就可以為所欲為了，內(nèi)核博大精深，先宏觀再微觀去學(xué)習(xí)，不積跬步何以致千里，不要想著一口就能吃成一個(gè)胖子，我這篇文章主要剖析一下這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，希望對(duì)大家學(xué)習(xí)過程中有所幫助。
android7.1/kernel/drivers/inputkernel/drivers/input$ grep -rn container_of ./|wc -l710android7.1/kernel/drivers/input$
使用grep -rn container_of ./|wc -l統(tǒng)計(jì)了下kernel/drivers/input/目錄下的container_of出現(xiàn)的次數(shù)，一共有710次使用。
2、container_of的作用
container_of的作用的通過結(jié)構(gòu)體成員變量地址獲取這個(gè)結(jié)構(gòu)體的地址，假設(shè)你的名字叫李光明，你還有一個(gè)弟弟叫做XXX，警察叔叔發(fā)現(xiàn)你弟弟XXX干了一件壞事，但是警察叔叔不知道你弟弟的名字，抓你來審問，你嘴巴很硬就是不說，警察叔叔就拿到你的名字，查到了你家的戶口本，這下你弟弟就被查出來了，原來你弟弟XXX的名字叫做李小明。這種破案手法叫做順藤摸瓜。
內(nèi)核函數(shù)調(diào)用常常給函數(shù)傳入的是結(jié)構(gòu)體成員地址，然后在函數(shù)里面又想使用這個(gè)結(jié)構(gòu)體里面的其他成員變量，所以就引發(fā)了這樣的問題，我認(rèn)為這個(gè)也是用C實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶幊痰囊环N方法。
比如這段代碼
static void sensor_suspend(struct early_suspend *h) { struct sensor_private_data *sensor = container_of(h, struct sensor_private_data, early_suspend); if (sensor->ops->suspend) sensor->ops->suspend(sensor->client); } early_suspend是sensor_private_data 里面的一個(gè)成員，通過這個(gè)成員的地址獲取sensor_private_data結(jié)構(gòu)體變量的地址，從而調(diào)用里面的成員變量client。這個(gè)方法非常優(yōu)雅。在這里我用到了一個(gè)比較叼的詞，叫“優(yōu)雅”。
這里簡(jiǎn)單說下，傳進(jìn)來的h一定在其他地方定義并且操作系統(tǒng)分配了內(nèi)存空間，h分配了空間，說明他的老爸也有內(nèi)存了，要不然你順藤摸瓜摸到一個(gè)NULL就傻逼了。
3、如何使用container_of
container_of需要傳入三個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)指針，第二個(gè)參數(shù)是結(jié)構(gòu)體類型，第三個(gè)是對(duì)應(yīng)第二個(gè)參數(shù)里面的結(jié)構(gòu)體里面的成員。
container_of(ptr, type, member)
4、container_of 用到的知識(shí)點(diǎn) 剖析
4.1、({})的作用
({})、第一個(gè)先說這個(gè)表達(dá)式，很多人可能懂，可能在很多地方見到這個(gè)表達(dá)式，但是自己卻沒有注意，這個(gè)表達(dá)式返回最后一個(gè)表達(dá)式的值。比如x=({a;b;c;d;})，最終x的值應(yīng)該是d。
代碼例子：
#include<stdio.h>void main(void){ int a=({1;2;4;})+10; printf("%d/n",a);//a=14}4.2、typeof獲取變量的類型
這個(gè)我們很少看到，這個(gè)關(guān)鍵字是C語言關(guān)鍵字的拓展，返回變量的類型，具體可以看GCC里面的介紹
https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Typeof.html
++Another way to refer to the type of an expression is with typeof. The syntax of using of this keyword looks like sizeof, but the construct acts semantically like a type name defined with typedef.++
代碼例子：
void main(void){ int a = 6; typeof(a) b =9; printf("%d %d/n",a,b);}4.3、(struct st*)0的作用
尺子大家應(yīng)該都用過吧，比如我想用尺子量一本書本的長(zhǎng)度，我們第一時(shí)間就需要找到尺子的0刻度的位置，然后用這個(gè)0刻度的位置去對(duì)準(zhǔn)書本的邊，然后再貼合對(duì)齊，在書本的另一邊查看尺子刻度就可以知道書本的長(zhǎng)度了。
現(xiàn)在我們需要量一個(gè)結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度，我們也可以用尺子來量，我們只要找到這個(gè)0刻度的位置就可以了。同理，即使我們不知道0刻度位置，我們首尾刻度相減一樣可以計(jì)算出結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度。
但是在C語言里什么事尺子呢？你想到的可能是sizeof，不幸的是，這個(gè)并不能滿足我們的需要，所以才有了(struct st *),這個(gè)當(dāng)作尺子真的再好不過了。
struct st{ int a; int b;}*p_st,n_st;void main(void){ printf("%p/n",&((struct st*)0)->b);}上面的代碼
(struct st*)0
這個(gè)的意思就是把這個(gè)結(jié)構(gòu)體放到0刻度上面開始量了，然后量到哪里呢？
&((struct st*)0)->b)
這個(gè)就體現(xiàn)出來了，量到b的位置。所以上面的輸出應(yīng)該是4。
看完上面的解釋，應(yīng)該知道下面這兩個(gè)代碼的功能是一樣的。
typeof ((struct st*)0)->b) c; // 取b的類型來聲明cint c;
其實(shí)不只是對(duì)于0，用其他數(shù)字一樣是有效的，比如下面的代碼，編譯器關(guān)心的是類型，而不在乎這個(gè)數(shù)字。
printf("%p/n",&((struct st*)4)->b -4 );這文章寫了有幾天了，但是一直不想直接發(fā)出去，因?yàn)槲矣X得這個(gè)核心點(diǎn)總是沒有找到一個(gè)特別好的論證方法，看完上面后，大概對(duì)這種測(cè)量應(yīng)該有點(diǎn)感覺了吧，如果現(xiàn)在需要你把一個(gè)數(shù)組的首地址設(shè)置為0，要怎么做呢？
先思考一下，假設(shè)這里延遲了幾分鐘。
代碼如下：
struct A { short array[100];};int main(int argc, char *argv[]){ int i = 10; A* a = (A*)0; printf("%p %d %d/n",a,sizeof(short), &a->array[20]); getchar(); return 1;}//輸出 00000000 2 40有什么辦法不使用==struct A *== 直接把數(shù)組的地址放到0位置呢？目前我還沒有找到其他更好的辦法，如果有好的建議的，請(qǐng)留言給我。
4.4、offsetof(TYPE, MEMBER)
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER)
size_t 這個(gè)有不懂的可以百度下，就是unsigned 的整數(shù)，在32位和64位下長(zhǎng)度不同，所以這個(gè)offsetof就是獲取結(jié)構(gòu)體的偏移長(zhǎng)度。
4.5、const int* p的作用
上面的宏定義里面還有一個(gè)小知識(shí)點(diǎn)
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr
上面的代碼可以簡(jiǎn)寫成
const int * __mptr
這個(gè)說明什么問題呢？這個(gè)說明__mptr指向的整型數(shù)據(jù)是一個(gè)const（常數(shù)）。
這就涉及到兩外兩個(gè)知識(shí)
int * const __mptr;//表示__mptr的值不能改變//和const int * const __mptr; //表示__mptr不能改變而且指向的內(nèi)容也不能改變
5、 container_of 剖析
看完上面的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，再來看container_of這個(gè)宏就顯得非常清晰了。我把解析部分寫在下面的代碼注釋里面。
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER)#define container_of(ptr, type, member) ({ / const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (const typeof( ((type *)0)->member ) *)(ptr); / (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})//-----分割線struct st{ int a; int b;}*pt;//用這個(gè)來舉例container_of(&pt->a,struct st,a) const typeof( ((struct st *)0)->a ) *__mptr = (const typeof( ((struct st *)0)->a ) *)(&pt->a);const int *__mptr = (int *)(&pt->a);//第一句解析完，實(shí)際上就是獲取a的地址。(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );//這個(gè)變成(struct st *)( (char *)__mptr - ((unsigned int) &((struct st*)0)->a));//這句的意思，把a(bǔ)的地址減去a對(duì)結(jié)構(gòu)體的偏移地址長(zhǎng)度，那就是結(jié)構(gòu)體的地址位置了。6、實(shí)例代碼
經(jīng)過上面的解釋，至少對(duì)這個(gè)宏有感覺了吧，寫個(gè)代碼來測(cè)試一下，讓自己與代碼融合為一體，這樣才能做到人碼合一的境界。
代碼如下：
#include<stdio.h>#include<stddef.h>#include<stdlib.h>#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER)/*ptr 成員指針* type 結(jié)構(gòu)體 比如struct Stu* member 成員變量，跟指針對(duì)應(yīng)* */#define container_of(ptr, type, member) ({ / const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (const typeof( ((type *)0)->member ) *)(ptr); / (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})typedef struct Stu{ int age; char name[10]; int id; unsigned long phone_num;}*p_stu,str_stu;void print_all(void *p_str){ p_stu m1p_stu = NULL; m1p_stu = container_of(p_str,struct Stu,age); printf("age:%d/n",m1p_stu->age); printf("name:%s/n",m1p_stu->name); printf("id:%d/n",m1p_stu->id); printf("phone_num:%d/n",m1p_stu->phone_num);}void main(void){ p_stu m_stu = (p_stu)malloc(sizeof(str_stu)); m_stu->age = 25; m_stu->id = 1; m_stu->name[0]='w'; m_stu->name[1]='e'; m_stu->name[2]='i'; m_stu->name[3]='q'; m_stu->name[4]='i'; m_stu->name[5]='f'; m_stu->name[6]='a'; m_stu->name[7]='/0'; m_stu->phone_num=13267; /*傳結(jié)構(gòu)體成員指針進(jìn)去*/ print_all(&m_stu->age); printf("main end/n"); if(m_stu!=NULL) free(m_stu);}7、程序輸出
age:25
name:weiqifa
id:1
phone_num:13267
main end
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)VEVB武林網(wǎng)的支持。
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