Linux中的list_entry和container_of
转自http://hi.baidu.com/mynana/blog/item/1da1ba99239ceb006f068c48.html
list_entry宏是用来根据list_head指针查找链表所嵌入的结构体的地址,具体实现是依赖宏container_of:
#define list_entry(ptr, type, member) container_of(ptr, type, member)
container_of的定义如下:
1 /**
2 * container_of - cast a member of a structure out to the containing structure
3 * @ptr: the pointer to the member.
4 * @type: the type of the container struct this is embedded in.
5 * @member: the name of the member within the struct.
6 *
7 */
8 #define container_of(ptr, type, member) ({ \
9 const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
10 (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
在这个宏定义中用到了另外两个宏:typeof 和 offsetof
对 typeof 的理解:
实际上, typeof
并不是宏定义,它是GCC的关键字,是GCC特有的特性。如果只知道一个变量的名字要得到其类型,并不是宏定义能够完成的,这需要编译时的信息。所以,typeof
操作是GCC内置的功能,在内核头文件和Glibc头文件中都是找不到typeof的宏定义的。
对 offsetof 的理解:
offsetof 是一个真正的宏,它定义在内核源代码 include/linux/stddef.h 文件中:
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE
*)0)->MEMBER)
在这里,TYPE表示一个结构体的类型,MEMBER是结构体中的一个成员变量的名字。offsetof
宏的作用是计算成员变量 MEMBER
相对于结构体起始位置的内存偏移量,以字节(Byte)为单位。
它的计算原理是,把整数0进行强制类型转换,转换为一个 TYPE 类型的指针,相当于0地址处的一个TYPE类型的指针;
然后找到成员变量 MEMBER; 最后用取地址符 & 得到 MEMBER 的地址。 因为结构体是从地址0处开始的,所以 MEMBER
的地址就是其相对于结构体起始位置的偏移量(由于TYPE类型的指针位于0地址处,取MEMBER成员的地址后就
得到了MEMBER成员在TYPE类型中的地址偏移值,最后转为size_t类型)。
对 container_of 的理解:
container_of有三个参数, ptr是成员变量的指针, type是指结构体的类型,
member是成员变量的名字。 container_of
的作用就是在已知某一个成员变量的名字、指针和结构体类型的情况下,计算结构体的指针,也就是计算结构体的起始地址。
计算的方法其实很简单,就是用该成员变量的指针减去它于type结构体起始位置的偏移量。
#define container_of(ptr, type, member)
({ \
const typeof( ((type *)0)->member )
*__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr -
offsetof(type,member) );})
在这个定义中,typeof( ((type *)0)->member ) 就是获得 member 的类型,
然后定义了一个临时的常量指针 __mptr, 指向 member 变量。 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。 把 __mptr 转换成 char * 类型, 因为 offsetof 得到的偏移量是以字节为单位。
两者相减得到结构体的起始位置, 再强制转换成 type 类型。