Linux核心基礎篇——container_of原理與實際應用

Linux核心中經常可見container_of的身影，它在實際驅動的編寫中也是廣泛應用。

container_of原理

作用：透過結構體的某個成員變數位址找到該結構體的首位址。

定義如下：

/**
 * container_of - cast a member of a structure out to the containing structure
 * @ptr:    the pointer to the member.
 * @type:   the type of the container struct this is embedded in.
 * @member: the name of the member within the struct.
 *
 */
#define container_of(ptr, type, member) ({          \
    const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
    (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

• ptr#：結構體成員變數的指標
• # #type：結構體型別
• member：結構體成員變數的名字

換句話說，叫：

已知結構體type的成員member的位址ptr，求解結構體type的起始位址。

計算公式為：type的起始位址= ptr -size （size為member的大小）

以圖說明ptr、type、member的關係：

• 原理簡述：

container_of#的妙處就在於以0

########都是還是成員變數### member###的基底地址###。 ######其中定義了一個中間變數###__mptr###，"###__###"代表內部使用，「###m###」代表###middle### 。 ###

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

typeof( ((type *)0)->member )是获取member的类型，__mptr = (ptr)判断ptr与member是否为同一类型，offsetof计算成员member的大小size。

驱动中的实际例子

例如内核的pwm驱动，通过成员变量chip，找到结构体bcm2835_pwm：

struct bcm2835_pwm {
 struct pwm_chip chip;
 struct device *dev;
 void __iomem *base;
 struct clk *clk;
};

static inline struct bcm2835_pwm *to_bcm2835_pwm(struct pwm_chip *chip_ptr)
{
 return container_of(chip_ptr, struct bcm2835_pwm, chip);
}

使用container_of通常都会定义一个函数，并且命名为to_xxx或者to_find_xxx，代表要找xxx这个结构体，传参则传入成员变量指针，另外函数也会声明为inline。

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