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container_of(如何运用container_of宏来进行Linux内核编程)

1. 什么是container_of宏

在进行Linux内核编程中,经常需要进行数据访问和查询,而有时候我们需要通过某个成员变量来获取对应结构体的指针。这时,就可以运用到container_of宏。container_of宏是Linux内核中的一个宏定义,它可以方便地从结构体的一个成员变量获取整个结构体的指针。container_of宏的定义如下:

#define container_of(ptr, type, member) \\ (type *)((char *)(ptr) - offsetof(type, member))

2. container_of宏的使用方法

在使用container_of宏时,需要传入三个参数,分别是:某个结构体成员变量的指针、该结构体的类型以及该成员变量的名称。在实际使用中,先通过该成员变量的指针算出它在结构体中的偏移量,再通过结构体的起始地址(该起始地址可以通过偏移量算出)计算出该结构体的指针。下面是一个示例代码:

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
struct SomeStruct {
int member;
};
int main() {
struct SomeStruct obj;
obj.member = 999;
int *p = &(obj.member);
struct SomeStruct *ptr = container_of(p, struct SomeStruct, member);
printf(\"%d\", ptr->member);
return 0;
}

3. 代码示例解析

在上面的代码示例中,首先定义了一个名为SomeStruct的结构体,其中包含一个名为member的整型成员变量。接着在main函数中,创建一个SomeStruct类型的对象obj,并将其member成员变量赋值为999。接下来,定义一个指向member成员变量的指针p。然后通过container_of宏,将p指向的成员变量转化为其所属结构体的指针ptr,并打印ptr对象中的member成员变量值。最终输出结果为999。

4. 容器含多个成员变量情况下的使用方法

在容器中含有多个成员变量的情况下,我们可以通过定义一个新的结构体,来将所有需要的成员变量都放到一个结构体中,然后再进行container_of*作。下面是一个示例代码:

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
struct some_data {
int a;
char *b;
float c;
} obj;
struct my_data {
int a;
struct some_data data;
} st;
int main() {
obj.a = 10;
obj.b = \"hello world\";
obj.c = 5.5f;
st.data = obj;
struct my_data *ptr = container_of(&(obj.a), struct my_data, data.a);
printf(\"%f\", ptr->data.c);
return 0;
}

5. 运用container_of宏的注意事项

在使用container_of宏时需要注意的是,只有在该成员变量确保属于给定结构体且在该结构体中是连续的,该宏函数才会得到正确的结果。如果不满足这个条件,指针的偏移量就可能与其实际偏移量不同,导致无法准确获得结构体指针。

6. 如何防止内存泄漏

在使用container_of宏时,为了防止内存泄漏,我们需要在保证该结构体的生命周期足够长的情况下使用这个宏函数。例如,在驱动程序中进行这样的*作,就需要在设备被删除之前,将该结构体全部释放,以避免内存泄漏。还需要注意避免因不当修改结构体而导致系统崩溃等问题,因此,在使用container_of宏时,需谨慎使用。

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