container_of

container_of的函數實現:

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

關於offsetof見stddef.h中:
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
TYPE是某struct的類型 0是一個假想TYPE類型struct,MEMBER是該struct中的一個成員. 由於該struct的基地址爲0, MEMBER的地址就是該成員相對與struct頭地址的偏移量.
關於typeof,這是gcc的C語言擴展保留字,用於聲明變量類型.
const typeof( ((type *)0->member ) *__mptr = (ptr);意思是聲明一個與member同一個類型的指針常量 *__mptr,並初始化爲ptr.
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );意思是__mptr的地址減去member在該struct中的偏移量得到的地址, 再轉換成type型指針. 該指針就是member的入口地址了.

如下圖所示：

定義一個結構體struct student結構體，初始化一個stu，container_of的作用是，知道stu中一個成員的地址，算出stu這個結構體的地址。如知道stu->sex的地址，返回stu的地址

分三步完成：

（1）得到結構體成員  物理地址   如得到:sut->sex

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

（2）得到成員在結構體中的偏移量 ,如上圖得到  在sturct student中，成員sex的  偏移量爲 20

offsetof(type,member)

（3）得到stu的  物理地址  ，如上圖得到  sut = stu->sex - 20  ，這樣就完成了返回stu物理地址。 

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

下面看一個實例程序：

#include<stdio.h>
struct student{
        char name[20];
        char sex;
        int num;
}stu= {"mingming",'m',101};
main()
{
        struct student *stu_ptr;
        int offset;
        const typeof(((struct student*)0)->sex) *_mptr = &stu.sex;//(1)得到成員_mptr= stu->sex的物理地址
                printf("_mptr= 0x%d\n",_mptr);

  offset = (int)(&((struct student *)0)->sex);//（2）成員在結構體中絕對偏移量
                printf("offset = %d\n",offset);

        stu_ptr = (struct student *)((char*)_mptr - offset);//(3)得到結構體stu 的物理地址
            printf("stu_ptr = 0x%d\n",stu_ptr);

  printf("stu_ptr->name:%s\tstu_ptr->sex:%c\n", stu_ptr->name, stu_ptr->sex);
        return 0;
}

container_of可以分解爲上面程序中的三步完成：

(1)得到成員_mptr= stu->sex的物理地址

首先定義一個 _mptr指針， 類型爲struct student結構體中sex成員的類型，typeof 爲獲取（（（struct student＊）0）->sex)的類型，此處此類型爲char，（（struct student＊）0）在offsetof處講解

（2）成員在結構體中絕對偏移量

（（struct student＊）0）爲 把 0地址 強制轉化爲指向student結構體類型的指針，該指針從地址 0 開始的 21個字節用來存放name 與 sex（char name〔20〕與 char sex共21字節），sex存放在第20個字節出（從0字節開始），&((struct student *)0)->sex 取出sex地址(此處即爲20) 並強制轉化爲整形，所以offset爲20，後面的printf結果將證明這一點

(3)得到結構體stu 的物理地址

（（char＊）_mptr - offset）此處先把_mptr指針轉化爲字符形指針，（爲什麼這麼做呢？ 如果_mptr爲整形指針 _mptr - offset 相當於減去 sizeof（int）＊offset個字節），減去 offset值 相當於 得到_mptr所在結構體的首地址（即stu的地址），然後我們把 該地址 強制轉化爲 struct student類型即可正常使用了

上面程序運行結果爲：

root@android-virtual-machine:/uniteq_smb/test# ./teset_conta
_mptr= 0x134520872
offset = 20
stu_ptr = 0x134520852
stu_ptr->name:mingming   stu_ptr->sex:m