Linux内核中双向链表的经典实现

结果：

gender_offset = 0
id_offset = 4
age_offset = 8
name_offset = 12

说明：简单说说"为什么id的偏移值是4，而不是1"。我的运行环境是linux系统，32位的x86架构。这就意味着cpu的数据总线宽度为32，每次能够读取4字节数据。gcc对代码进行处理的时候，是按照4字节对齐的。所以，即使gender是char(一个字节)类型，但是它仍然是4字节对齐的！

1.3 offsetof图解

TYPE是结构体，它代表"整体"；而MEMBER是成员，它是整体中的某一部分。

将offsetof看作一个数学问题来看待，问题就相当简单了：已知'整体'和该整体中'某一个部分'，而计算该部分在整体中的偏移。

2. container_of

2.1 container_of介绍

定义：container_of在linux内核的include/linux/kernel.h中定义。

#define container_of(ptr, type, member) ({          
    const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    
    (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

说明：根据"结构体(type)变量"中的"域成员变量(member)的指针(ptr)"来获取指向整个结构体变量的指针。

(01) typeof( ( (type *)0)->member )     取出member成员的变量类型。

(02) const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr)    定义变量__mptr指针，并将ptr赋值给__mptr。经过这一步，__mptr为member数据类型的常量指针，其指向ptr所指向的地址。

(04) (char *)__mptr    将__mptr转换为字节型指针。

(05) offsetof(type,member))    就是获取"member成员"在"结构体type"中的位置偏移。

(06) (char *)__mptr - offsetof(type,member))    就是用来获取"结构体type"的指针的起始地址（为char *型指针）。

(07) (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) )    就是将"char *类型的结构体type的指针"转换为"type *类型的结构体type的指针"。

2.2 container_of示例

代码(container_test.c)

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <string.h>
 3 
 4 // 获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。
 5 #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
 6 
 7 // 根据"结构体(type)变量"中的"域成员变量(member)的指针(ptr)"来获取指向整个结构体变量的指针
 8 #define container_of(ptr, type, member) ({          
 9     const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    
10     (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
11 
12 struct student
13 {
14     char gender;
15     int id;
16     int age;
17     char name[20];
18 };
19 
20 void main()
21 {
22     struct student stu;
23     struct student *pstu;
24 
25     stu.gender = '1';
26     stu.id = 9527;
27     stu.age = 24;
28     strcpy(stu.name, "zhouxingxing");
29 
30     // 根据"id地址" 获取 "结构体的地址"。
31     pstu = container_of(&stu.id, struct student, id);
32 
33     // 根据获取到的结构体student的地址，访问其它成员
34     printf("gender= %cn", pstu->gender);
35     printf("age= %dn", pstu->age);
36     printf("name= %sn", pstu->name);
37 }

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（编辑：佛山站长网）

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