Linux内核编程技巧——container_of_学到牛牛

在Linux内核编程中，有一种神奇的技巧被广泛使用，那就是container_of。它是一个宏，可以通过一个结构体成员的地址找到包含该成员的结构体的指针。本文将介绍container_of的用法以及它在Linux内核编程中的妙用。

1. container_of的定义和原理：

container_of是一个预定义的宏，定义如下：

```c

#define container_of(ptr, type, member) ({ \

const typeof(((type *)0)->member) *__mptr = (ptr); \

(type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); })

```

它利用了C语言的指针运算和结构体成员的偏移量来实现。其原理是：假设我们有一个指向结构体成员的指针ptr，通过计算ptr与结构体成员member相差的字节数，再减去结构体成员member在结构体type中的偏移量，就可以得到包含该成员的结构体的指针。

2. container_of的用法：

container_of的使用非常简单，只需提供要找到的成员的指针、结构体的类型和成员的名称即可。例如，假设我们有以下结构体定义：

```c

struct person {

char name[20];

int age;

struct list_head list;

};

```

其中，list是一个链表节点。如果我们有一个指向list成员的指针ptr，想要获取包含该成员的person结构体的指针，就可以这样使用container_of：

```c

struct person *p = container_of(ptr, struct person, list);

```

3. container_of的妙用：

container_of在Linux内核编程中有着广泛的应用，它的妙用主要体现在以下三个方面：

- 链表操作：在内核开发中，链表是一种常见的数据结构。通过将结构体中的某个成员作为链表节点，并使用container_of，我们可以轻松地找到包含该节点的结构体，从而进行链表操作。

- 数据结构迭代：在一些情况下，我们需要对某个数据结构中的每个元素进行遍历和操作。使用container_of，我们可以获得每个元素所在的结构体指针，从而方便地进行迭代操作，提高程序的效率和可读性。

- 内存管理：在内核开发中，经常需要动态分配和释放内存。container_of可以帮助我们将用户传入的指针转换为包含该指针的数据结构的指针，从而进行相应的内存管理操作。

4. 总结：

container_of作为一种神奇的技巧，为Linux内核开发带来了许多便利和灵活性。它通过结构体成员的地址反向推导出结构体的指针，使得内核编程中的链表操作、数据结构迭代和内存管理变得更加简单和高效。在使用container_of时，我们需要确保传入的指针是合法的，并在必要时进行适当的类型转换。

通过掌握container_of的用法，我们可以更好地理解和运用Linux内核中复杂的数据结构和算法，提高代码的质量和效率。无论是初学者还是有经验的开发者，在面对Linux内核编程时，都值得学习和探索container_of这一神奇技巧的妙用。