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container_of（Container_of：另一种数据结构解密）

作者：有没有人敢陪我到老2023-11-22 11:45:24

Container_of：另一种数据结构解密

在Linux内核中，container_of是一个重要的概念，很多开发者或许会将它与其它的数据结构混淆，甚至不知道它的具体作用。然而，合理使用container_of是Linux设备驱动开发过程中必不可少的一部分。本文将介绍container_of的定义、实现原理以及它的应用。

定义

container_of是一种数据结构，在Linux内核中经常用于内嵌结构体中。它是通过给一个“小”数据类型（如structlist_head）添加一个“大”数据类型（如structmy_struct）来实现的。在C语言中，这种简单的技巧通常被称为“内嵌数据结构”。内核代码中内嵌数据结构非常普遍，在实际使用中非常方便。

实现原理

container_of的实现原理其实非常简单，它直接利用了C语言中的类型转换特性，将一个指向一个结构体内某个元素的指针，转换成该结构体的指针。假设现在有一个如下所示的结构体：

structmy_struct{
intx;
inty;
intz;
structlist_headlist;
};

其中最后一个数据域是一个structlist_head类型的指针。container_of的定义如下：

#definecontainer_of(ptr,type,member)({\\
void*__mptr=(void*)(ptr);\\
((type*)(__mptr-offsetof(type,member)));})

这里的参数分别是：某个元素的指针、结构体的类型、元素在结构体中的数据域名称。

在实际使用中，container_of的类型转换后的结果通常被用作该元素所属的结构体的指针。

应用

在Linux设备驱动中，经常需要用到container_of这个宏，因为它可以方便地获取一个设备的指针，从而对该设备进行操作。

一个例子就是在USB设备驱动中，可能需要获取一个usb_device结构体的指针，以便对设备进行操作。如果我们知道了usb_device结构体中的具体数据域，例如一个叫做dev_list的structlist_head指针，就可以使用container_of来获取该结构体的指针。

structusb_device{
...
structlist_headdev_list;
...
};
structusb_device*dev;
structlist_head*dev_list;
list_for_each(dev_list,&my_list){
dev=container_of(dev_list,structusb_device,dev_list);
...
}

在这个例子中，list_for_each是Linux内核中用于遍历链表的一个宏。它是通过遍历链表的方式，将链表中每个元素的结构体指针通过container_of获取，赋值给dev，实现对usb_device的操作。