container_of用法及实现

container_of是一个宏定义，用于从一个结构体类型的成员指针获取到该结构体的指针。它在C语言中常用于内核代码中，用来获取数据结构体中的成员所属的实例。

container_of的具体用法如下：

```

#define container_of(ptr, type, member) \

((type *)((char *)(ptr) - offsetof(type, member)))

```

其中，`ptr`为成员指针，`type`为结构体类型，`member`为结构体中的成员名。

我们来看一个简单的例子来说明container_of的用法：

```c

#include

#include

struct person {

char name[20];

int age;

};

struct person p = { "Alice", 25 };

int main() {

int *ptr = &p.age;

struct person *ptr_person = container_of(ptr, struct person, age);

printf("Name: %s, Age: %d\n", ptr_person->name, ptr_person->age);

return 0;

}

```

在这个例子中，我们定义了一个结构体person，包含了一个字符数组name和一个整数age。我们创建了一个person类型的实例p，并初始化name为"Alice"，age为25。然后，我们声明了一个int类型的指针ptr，指向p中的age成员。

接下来，我们使用container_of宏来获取ptr指针所属的person实例的指针。根据上面的定义，我们知道person结构体中的age成员的偏移量是offsetof(struct person, age)。所以，我们可以通过将ptr减去这个偏移量来得到person实例的指针。

最后，我们通过打印ptr_person的name和age成员，可以看到正确地获取了person实例。

现在，我们来详细解释一下container_of的实现原理。

container_of的实现依赖于C语言中的指针算术运算和offsetof宏。

首先，我们需要了解一下指针算术运算。指针可以进行加法和减法运算，其中加法运算用于在指针上增加一个偏移量，而减法运算用于在指针上减去一个偏移量。这些运算的结果仍然是指针类型。

接下来，我们介绍offsetof宏。offsetof宏用于获取结构体中某个成员的偏移量（以字节为单位）。它的定义类似于下面的形式：

```

#define offsetof(type, member) \

((size_t) &((type *)0)->member)

```

其中，type为结构体类型，member为结构体中的成员名。

注意，上面定义中的0是一个空指针，它是一个特殊的指针，没有指向任何有效的地址。

结合指针算术运算和offsetof宏的定义，我们可以得到container_of的实现原理。

假设我们有一个成员指针ptr，它指向了结构体类型type的一个成员成员名member的地址。通过指针算术运算和offsetof宏，我们可以得到结构体指针的地址。

具体地，我们将ptr减去offsetof(type, member)的结果，得到结构体的起始地址。然后，将这个地址转换为type类型的指针，就得到了结构体的指针。

container_of的实现中使用了一个char类型的指针，并通过指针算术运算将ptr的地址减去偏移量。这是因为char类型的指针的步长是1，它可以实现字节级的指针算术运算。而其他类型的指针的步长是不确定的。

这样，我们就可以通过container_of宏来方便地获取到结构体指针。

总结一下，container_of是一个在内核代码中经常用到的宏定义，用于从一个结构体类型的成员指针获取到该结构体的指针。它的实现原理依赖于指针算术运算和offsetof宏，能够灵活地处理结构体成员的偏移量。

壹涵网络我们是一家专注于网站建设、企业营销、网站关键词排名、AI内容生成、新媒体营销和短视频营销等业务的公司。我们拥有一支优秀的团队，专门致力于为客户提供优质的服务。

我们致力于为客户提供一站式的互联网营销服务，帮助客户在激烈的市场竞争中获得更大的优势和发展机会！