使用container_of宏获取数据异常的技术求助

核心错误在于对container_of宏的适用场景理解偏差，以及结构体设计不符合Linux驱动中设备与cdev关联的常规逻辑：

你的struct scull_dev中cdev是指针类型（struct cdev* cdev），而container_of宏的作用是：已知结构体实例中某个成员的地址，反向推导整个结构体实例的地址。但当前场景下，inode->i_cdev指向的是cdev_alloc()分配的独立cdev对象，这个对象和scull_dev实例只是通过指针关联，并非嵌入在scull_dev中的成员，因此无法通过container_of从cdev对象地址得到scull_dev地址。

解决方法一：修改结构体，将cdev嵌入scull_dev（推荐） #

这是Linux字符驱动的标准写法，把cdev作为scull_dev的嵌入成员，而非指针：

1. 修改结构体定义：

struct scull_dev{
        struct cdev cdev; // 改为嵌入结构体，而非指针
        int quantum;
        int qset;
        struct scull_qset* qset_entry;
};

2. 调整初始化函数init_function，不再需要cdev_alloc()：

static int __init init_function(void){
    int err;
    struct scull_dev* sdev;
    if(scull_major){
        dev = MKDEV(scull_major,scull_minor);
        err = register_chrdev_region(dev,NUMBER_DEVICES,DEVICE_NAME);
    }
    else{
        err = alloc_chrdev_region(&dev,0,NUMBER_DEVICES,DEVICE_NAME);   
    }
    if(err){
       printk(KERN_WARNING "chrdev region couldn't be allocated!\n");
       return err;  
    }

    sdev = kmalloc(sizeof(struct scull_dev), GFP_KERNEL);
    if (!sdev) {
        printk(KERN_WARNING "failed to allocate scull_dev\n");
        unregister_chrdev_region(dev, NUMBER_DEVICES);
        return -ENOMEM;
    }
    // 初始化嵌入的cdev
    cdev_init(&sdev->cdev, &scull_fops);
    sdev->cdev.owner = THIS_MODULE;
    sdev->quantum = QUANTUM;
    sdev->qset = Q_SET;
    
    err = cdev_add(&sdev->cdev, dev, NUMBER_DEVICES);
    if(err){
       printk(KERN_WARNING "couldn't add cdev to major/minor\n");
       kfree(sdev);
       unregister_chrdev_region(dev, NUMBER_DEVICES);
       return err;
    }
    allocate_memory(sdev);
    printk("device got registered and inited. ready for connections ... \n");
    return 0;
}

（注：可移除单独的skull_setup_cdev函数，或调整该函数适配嵌入的cdev）

3. 修正skull_open中的container_of用法：

static int skull_open(struct inode* inode, struct file* filep){
    struct scull_dev* s_dev;
    printk(KERN_INFO "opened skull device file ... \n");
    // inode->i_cdev指向scull_dev中的cdev成员，直接用container_of推导结构体地址
    s_dev = container_of(inode->i_cdev, struct scull_dev, cdev);
    printk("%d,%d\n", s_dev->quantum, s_dev->qset);
    filep->private_data = s_dev;
    return 0;
}

解决方法二：利用cdev的private_data字段关联（无需修改结构体） #

如果不想修改结构体定义，可以借助cdev结构体自带的private_data指针，将scull_dev实例地址存入其中：

1. 在init_function中添加赋值：

kernel_object = cdev_alloc();
if(kernel_object == NULL){
   printk(KERN_WARNING "error allocating kernel object\n");
   return -1;
}
// 将sdev地址存入cdev的private_data
kernel_object->private_data = sdev;

2. 在skull_open中直接通过private_data获取scull_dev：

static int skull_open(struct inode* inode, struct file* filep){
    struct scull_dev* s_dev;
    printk(KERN_INFO "opened skull device file ... \n");
    // 直接从cdev的private_data获取sdev
    s_dev = inode->i_cdev->private_data;
    printk("%d,%d\n", s_dev->quantum, s_dev->qset);
    filep->private_data = s_dev;
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Whatadodoo