当变量在结构中的结构中时如何使用container_of()？

Question

我浏览了很多关于container_of() 的问题，但没有找到询问如何使用container_of() 在结构中检索结构的问题。如果这个问题是重复的，请指出。很抱歉给您带来不便。

我目前正在实现与另一个内核模块相结合的 PCI 设备驱动程序 remove() 函数，具有以下设置（我删除了一些其他字段以使这个问题易于阅读）：

struct my_device {
    struct mutex lock;
    
    struct my_dev {
        struct cdev cdev;
    } my_dev;
    
    struct pci {
        struct cdev cdev;
        struct pci_dev *pdev;
    } pci;
};

问题来了：当我们在struct pci_dev * 类型的struct pci 中有一个指向pdev 的指针时，我们怎么能得到struct pci，然后得到struct my_device？ 注意在@987654329 @，我已经将dev分配给了之前分配的struct my_device *dev_ptr，即dev_ptr->pci.pdev = dev;

我尝试了以下方法：

struct pci *pci_t;
pci_t = container_of(ptr, struct pci, pdev)

但这没有用。

报错信息如下：

error: call to '__compiletime_assert_243' declared with attribute error: pointer type mismatch in container_of()

任何想法都将不胜感激。

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更新：

我尝试了 cmets 中的方法。由于pci驱动的remove()函数有一个参数——struct pci_dev *dev，代表对应的pci设备，所以我做了如下操作：

struct my_device *mydev;
mydev = container_of(&dev, struct my_device, pci.pdev);

但它没有将指向正确结构的指针返回到mydev。

Answer 1

这是container_of()宏的简化定义：

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

offsetof(type, member) 宏在 C 标准中进行了描述，它给出了从某个结构类型 type 的开头到该类型的某个成员 member 的开头的字节数。 ptr 应该与指向成员类型的指针兼容（但上面的简化版本不关心）。 (char *)(ptr) 将指针转换为指向成员的字节指针，以便指针减法(char *)(ptr) - offsetof(type, member) 生成指向包含结构类型开头的字节指针。最后，演员 (type *) 将该指针转换为正确的类型。

使用示例。给定：

struct my_device {
    struct mutex lock;
    
    struct my_dev {
        struct cdev cdev;
    } my_dev;
    
    struct pci {
        struct cdev cdev;
        struct pci_dev *pdev;
    } pci;
};

还有一个指向已分配struct my_device的指针：

    struct my_device *mydev = kzalloc(sizeof(*mydev), GFP_KERNEL);

以及指向pci.pdev 成员的指针：

    struct pci_dev **ppdev = &mydev->pci.pdev;

然后可以使用container_of() 将其转换回指向包含struct my_device 的指针：

    struct my_device *myd = container_of(ppdev, struct my_device, pci.pdev);

OP 有这样的东西：

    struct my_device *mydev = kzalloc(sizeof(*mydev), GFP_KERNEL);
    mydev->pci.pdev = pcidev;

并试图从指针pcidev 回到struct my_device，如下所示：

    struct my_device *mydev = container_of(&pcidev, struct my_device, pci.pdev); /* wrong! */

这不起作用，因为&pcidev 是pcidev 变量的地址，而不是原始mydev->pci.pdev 成员的地址。

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Linux 内核允许 PCI 设备驱动程序将任意 void * 值与 PCI 设备相关联。这通常在 PCI 设备驱动程序的 probe() 处理程序中完成，如下所示：

    pci_set_drvdata(pcidev, mydev);

然后，直到 PCI 设备从驱动程序中删除，或者驱动程序使用其他值调用 pci_set_drvdata，指针可以通过调用 pci_get_drvdata() 来检索：

    struct my_device *mydev = pci_get_drvdata(pcidev);

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更一般地说，pci_set_drvdata() 和 pci_get_drvdata() 只是 dev_set_drvdata() 和 dev_get_drvdata() 的包装器，它们将任意 void * 值与 struct device 相关联。 struct pci_device 结构定义包含成员 struct device dev;。 pci_set_drvdata(pcidev, ptr) 等价于dev_set_drvdata(&pcidev->dev, ptr)，pci_get_drvdata(pcidev) 等价于dev_get_drvdata(&pcidev->dev)。

通常，驱动程序代码有一个指向 struct device 的指针，它知道它嵌入在 struct pci_dev 中，它可以使用 container_of() 获取指向包含 struct pci_dev 的指针：

/* dptr is pointing the the struct device inside a struct pci_dev. */
static void foo(struct device *dptr)
{
    struct pci_dev *pcidev = container_of(dptr, struct pci_dev, dev);
    /* ... */
}

如果驱动程序之前使用过pci_set_drvdata()或dev_set_drvdata()，则可以使用pci_get_drvdata()或dev_get_drvdata()检索设置值：

static void foo(struct device *dptr)
{
    struct pci_dev *pcidev = container_of(dptr, struct pci_dev, dev);
    struct my_device *mydev = pci_get_drvdata(pcidev);
    struct my_device *mydev1 = dev_get_drvdata(dptr);
    /* (mydev == mydev1) is true */
    struct pci_dev *pcidev1 = mydev->pci.pdev;
    /* (pcidev == pcidev1) is true assuming mydev->pci.pdev was previously set to pcidev */
    /* ... */
}

虽然它有效，但将pci_set_drvdata() 与先前对dev_get_drvdata() 的调用混合或将pci_get_drvdata() 与对dev_set_drvdata() 的先前调用混合可能是不好的风格。