(十)Linux内核中的常用宏container_of

Container_of在Linux内核中是一个常用的宏，用于从包含在某个结构中的指针获得结构本身的指针，通俗地讲就是通过结构体变量中某个成员的首地址进而获得整个结构体变量的首地址。

Container_of的定义如下：

#define OffsetOf(type, member) ((unsigned long) &(((type *)0)->member))

#define container_of(p, type, member)  ((type *) ((char *)(p) - OffsetOf(type, member)))

1、其实它的语法很简单，只是一些指针的灵活应用，它分两步：

第一步，首先定义一个临时的数据类型（通过(type, member) ((unsigned long) &(((type *)0)->member))获得）member在结构体里的相对偏移地址。

第二步，用 ((type *) ((char *)(p)减去member在结构体中的偏移量，得到的值就是整个结构体变量的首地址（整个宏的返回值就是这个首地址）。

其中的语法难点就是如何得出成员相对结构体的偏移量？

2、通过例子说明，如下：

#include <stdio.h>
#define OffsetOf(type, member)    ((unsigned long) &(((type *)0)->member))
typedef struct
{
    int num;
    char ch;
    float fl;
}test_struct;  

int main(void)
{
    printf("offsetof(test_struct, num) = %d\n",
            OffsetOf(test_struct, num));  

    printf("offsetof(test_struct,  ch) = %d\n",
            OffsetOf(test_struct, ch));  

    printf("offsetof(test_struct,  fl) = %d\n",
            OffsetOf(test_struct, fl));  

    return 0;
}

　　例子输出结果：

　　其中代码难以理解的地方就是它灵活地运用了0地址。如果觉得&(((type *)0)->member)这样的代码不好理解，那么我们可以假设在0地址分配了一个结构体变量test_struct a，然后定义结构体指针变量p并指向a（test_struct *p = &a），如此我们就可以通过&p->member获得成员member的地址。由于a的首地址为0x0，所以成员member的首地址为0x4。

　　最后通过强制类型转换(unsigned long)把一个地址值转换为一个整数。

3、 分析完container_of的定义，接下来举个例子来体会一下它的使用方法。

例子，如下：

#include <stdio.h>
#define OffsetOf(type, member)    ((unsigned long) &(((type *)0)->member))
#define container_of(p, type, member)  ((type *) ((char *)(p) - OffsetOf(type, member)))

typedef struct
{
    int num;
    char ch;
    float fl;
}test_struct;  

int main(void)
{
    test_struct init_test_struct = { 99, ‘C‘, 59.12 };  

    char *char_ptr = &init_test_struct.ch;  

    test_struct *structs = container_of(char_ptr, test_struct, ch);  

    printf(" test_struct->num = %d\n test_struct->ch = %c\n test_struct->fl = %f\n",
        structs->num, structs->ch, structs->fl);  

    return 0;
}  

　　输出结果：

　　由此我们知道：#define container_of(p, type, member)  ((type *) ((char *)(p) - OffsetOf(type, member))) ，我们知道结构体type的地址为：结构体type的成员member的地址减去member的相对地址。这里(type *) ((char *)(p)指的是结构体type成员member的地址。