内核链表常用宏——container_of()

定义

#define list_entry(ptr, type, member) \
	container_of(ptr, type, member)

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

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

container_of(ptr, type, member)

• 作用：通过小结构体地址得到其所在的大结构体地址

• 参数：

  • ptr：从外面输入进来的小结构体指针（struct list_head*）（即小结构体的首地址）
  • type：大结构体类型（struct kernel）
  • member：大结构体中的小结构体变量的名字（list）

• 使用：

  struct kernel
  {
      datatype data;
      struct list_head list; 
  };
  
  struct list_head *p = (struct list_head *)0x22; 		// 假设小结构体地址为0x22
  struct kernel *xp = list_entry(p, struct kernel, list); // 得到大结构体地址
  

• 图示

  

• 在linux中，依次执行每个语句，然后将最后一条语句的值作为整个的值

  #define xx ({;;;}) 
  

• 详细分析：

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

    • type为struct kernel，member为小结构体变量的名字list

    • typeof( ((type *)0)->member )得到小结构体的类型

      • ((TYPE *)0) 将0转换为struct kernel类型的结构体指针，换句话说就是让编译器认为这个结构体是开始于程序段起始位置0
      • (((type *)0)->member) 引用结构体中list成员

    • 整条语句等价于const struct list_head *__mptr = (ptr);

    • 总结：用typeof()获取结构体里list成员属性的类型，然后定义一个该类型的临时指针变量__mptr，并将ptr所指向的list的地址赋给__mptr；

      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。

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

    • offsetof(type,member)，即((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

      • (TYPE *)0 首先将地址 0 强制转换为 struct kernel 类型的指针。这是一个虚拟的地址操作，目的是在逻辑上构建一个指向 struct kernel 类型的指针，但实际上并不真的访问地址 0。

      • &((TYPE *)0)->MEMBER 接着取这个虚拟指针所指向的结构体中 list 成员的地址。由于是从地址 0 开始计算，所以得到的地址值实际上就是 list 成员在 struct kernel 结构体中的偏移量。

      • 即得到小结构体起始位置 到大结构体的起始位置之间的字节数

    • 通过小结构体指针 __mptr 减去（小结构体起始位置到大结构体的起始位置之间的字节数），得到了大结构体的地址