Linux用户态C语言中的offsetof实现及示例

最新推荐文章于 2023-10-10 15:39:00 发布
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文章标签： linux c语言 算法 编程
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本文详细介绍了Linux用户态C语言编程中offsetof宏的实现原理，通过示例展示了如何使用offsetof计算结构体成员的偏移量，并提供了一个Person结构体的完整示例代码，演示了计算和打印成员偏移量的过程。

在Linux用户态的C语言编程中，offsetof是一个非常有用的宏，用于计算结构体中成员的偏移量。本文将详细介绍如何在用户态C语言中实现offsetof，并提供示例代码。

offsetof宏的定义如下：

#define offsetof(type, member) ((size_t) &((type
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Linux中的两个宏(offsetof、container_of)
weixin_46258483的博客
11-25 282
编译器是这么干的： 也就是说编译器没有真的去访问pst所指向地址中的内容，只是用pst地址加上偏移大小。 所以说offsetof这个Linux宏的意思是，计算出偏移长度： 功能：通过结构体中的一个变量，就知道结构体的初试地址值。 这一行的代码作用是做类型检查 将这一行代码去掉 改成container_of_new这一个新的宏来做实验： 运行的结果不是我们想要的！ 使用原版的container_of来做实验，会发现报了一个警告！告诉我们存在一个类型不兼容的情况！ 传入的c是ch...
linux offsetof在用户态C语言实现及示例
狂客队长
11-05 2107
若需转载，请注明出处 linux系统提供的offsetof方法是得到一个结构体中的一个成员字段的此结构体中的偏移字节，现在用户态进行实现。 在用户态进行实现的例子：得到一个结构体中的子结构体中的某一个字段的值                          假设前题：只知道大结构的类型、子结构体的名字、子结体的某一字段的名字
linux内核中的offsetof、container_of、双链表list.h实践
dijkstar的专栏
10-10 661
先直接上程序，代码中包含了注释已经说清楚。
offsetof的实现
werflychen的专栏
09-26 1358
说来比较惭愧,学C/C++也算是有几年了,前几天才第一次遇到offsetof,源于同事问我的一段代码中. 在linux/include中,offset如下定义:    #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0
Linux内核中的offsetof
Do my best!
04-26 699
在一些内核编程实践中，有些时候我们并不知道结构体成员的偏移量，此时可以利用这个宏来获取偏移量，并进行访问结构体成员的操作。宏定义中的关键点是利用了一个指针(TYPE *)0，得到它地址上成员MEMBER的地址，再求出两者之间的偏移量，利用C语言中两个指针相减的结果就是它们之间的距离，即偏移量。整个宏定义的过程中，会进行一次取地址和强制类型转换，最终得到的是被强制转换的类型和成员相对于结构体首地址的偏移量。这就为以后在使用结构体成员时提供了便利，可以直接使用结构体首地址加上成员的偏移量来访问结构体中的成员。
offsetof 详解
BigElt的博客
08-04 3500
offsetof 本质上是 linux 内核的一个宏函数，其作用是获取结构体中某个成员相对于结构体起始地址的偏移量。
Linux中的两个经典宏定义
X_s_yu的博客
05-11 497
(04) (size_t)(&(((TYPE*)0)->MEMBER)) 结果转换类型。这两个宏最初是极客写出的，后来在Linux内核中被推广使用。(03) &( ( (TYPE *)0 )->MEMBER ) 取出数据成员的地址。(01) ( (TYPE *)0 ) 将零转型为TYPE类型指针，即TYPE类型的指针的地址是0。(02) ((TYPE *)0)->MEMBER 访问结构中的数据成员。：获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。
剖析linux内核中的宏-----------offsetof
weixin_30414155的博客
01-31 147
offsetof用于计算TYPE结构体中MEMBER成员的偏移位置。 #ifndef offsetof#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)#endif TYPE：结构体类型 MEMBER：结构体中的某一成员 分析： 1）(TYPE＊)０：０被强制转换了，转换成了一个TYPE类型的结构体...
offset linux,Linux 宏定义之 offsetof 与 container_of（十九）
weixin_33549115的博客
05-25 332
今天我们来看看 Linux 中的两个经典的宏：offsetof 与 container_of。下来我们先来看看它们两个的宏定义，如下#ifndefoffsetof#defineoffsetof(TYPE,MEMBER)((size_t)&((TYPE*)0)->MEMBER)#endif#ifndefcontainer_of#definecontainer_of(ptr,...
Linux offsetof宏定义
yulianqing的专栏
05-09 901
#include<stddef.h>size_t   offsetof ( type,  member ) #define  offsetof ( TYPE,  MEMBER)         \            ( ( size_t ) & ( ( TYPE *) 0 ) ->MEMBER ) The macro return the offset of the ...
linux内核细节－ typeof、offsetof、container_of
多媒体开发者
05-24 1461
container_of链表是内核最经典的数据结构之一，说到链表就不得不提及内核最经典(没有之一)的宏container_of。 container_of似乎就是为链表而生的，它的主要作用是根据一个结构体变量中的一个域成员变量的指针来获取指向整个结构体变量的指针，最典型的应用就是根据链表节点获取链表上的元素对象。 container_of的宏定义如下： #define container_
可能错误使用了‘offsetof’宏
AlbertS Home of Technology
03-11 3420
最近代码里引进了一个宏offsetof(s,m)，原来一直在windows上开发，今天发现在linux编译的日志中出现了如下的警告： xxxx.cpp:8: 警告：对 NULL 对象非静态数据成员‘XXX::xxx’的访问无效 xxxx.cpp:8: 警告：(可能错误使用了‘offsetof’宏)
sizeof与offsetof有关的结构体详解
一步一脚印
06-17 6882
sizeof与offsetof在程序中经常遇到，但在面试中其应用使得许多小伙伴吃闭门羹，被面试官问得哑口无言。接下来对两者的应用做详细介绍。关于sizeof定义：sizeof乃C/C++中的一个操作符(operator), 简单的说其作用就是返回一个对象或者类型所占的内存字节数。(MSDN上的解释为：The sizeof keyword gives the amount of storage, in
linux内核 宏offsetof 解析
chendi2012的专栏
08-23 5280
1offsetof(s,m)解析 offsetof(s,m)解析  2   3今天看代码时，发现一个有用的东东，offsetof(s,m)，这是一个宏，定义如下：  4  5 #define offsetof(s,m) (size_t)&(((s *)0)->m)  6
C语言offsetof宏的说明
热门推荐
firetaker的专栏
03-21 1万+
offsetof  ：     Retrieves the offset of a member from the beginning of its parent structure. size_t offsetof(structName, memberName); Parameters：     structName ： Name of the parent data struc
Linux的c语言哲学之offsetof和container_of
学无止境
04-15 274
Linux的c语言哲学之offsetof和container_of offsetof 宏定义： #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER) offsetof宏定义的主要作用：获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。 ( (TYPE *)0 ) 上面代码是将0强制转换为一个类型为TYPE类型的指针，并且这个TYPE类型的指针的地址是0。 ((TYPE *)0)->MEMBER
offset linux,Linux offsetof在用户态C语言实现及示例
weixin_29574211的博客
05-25 299
Linux系统提供的offsetof方法是得到一个结构体中的一个成员字段的此结构体中的偏移字节，现在用户态进行实现。在用户态进行实现的例子：得到一个结构体中的子结构体中的某一个字段的值假设前题：只知道大结构的类型、子结构体的名字、子结体的某一字段的名字思路：先得到子结体中的字段相对于大结构体的偏移量，然后再得到此字段的地址值，然后再得到此字段的类型，由此类型把得到的地址值进行强制转换后就可以得到此...
Linux下offsetof与container_of结构体
richu123的专栏
07-26 1009
转载：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3562146.html Linux中的两个经典宏定义 倘若你查看过Linux Kernel的源码，那么你对 offsetof 和 container_of 这两个宏应该不陌生。这两个宏最初是极客写出的，后来在Linux内核中被推广使用。 1. offsetof 1.1 offsetof介绍 定义：offs...
c语言中offsetof函数功能和用法是什么
最新发布
09-02
<think> 我们正在讨论C语言中的offsetof函数，它是一个宏，用于计算结构体中成员相对于结构体起始地址的偏移量（以字节为单位）。以下是基于提供的引用信息总结的功能和用法： 1. **功能**： `offsetof(type, member)` 宏返回给定结构体(`type`)中某个成员(`member`)的偏移量。这个偏移量是从结构体变量的起始地址到该成员地址之间的字节数。例如，在结构体 `struct S { char c1; int a; char c2; }` 中，成员 `a` 的偏移量是4（假设编译器的对齐规则导致 `c1` 后填充了3个字节）[^1][^3][^4]。 2. **用法**： - 需要包含头文件 `<stddef.h>`（C标准库）[^1][^3][^4]。 - 语法：`size_t offsetof(type, member);` - 参数： - `type`：结构体类型名。 - `member`：结构体中的成员名。 - 返回值：类型为 `size_t` 的无符号整数，表示偏移量（字节）[^4]。 3. **底层原理（模拟实现）**： 引用[^2]展示了一个模拟实现： ```c #define OFFSETOF(struct_type, mem_name) (int)&(((struct_type*)0)->mem_name) ``` - 原理：将地址`0`强制转换为指向`struct_type`的指针，然后取其成员`mem_name`的地址。由于结构体从地址`0`开始，成员的地址就是其偏移量。注意：实际使用中需用`(size_t)`转换，避免直接使用`0`地址的解引用（这只在编译时计算偏移量时安全）[^2]。 4. **注意事项**： - 偏移量受**结构体内存对齐**影响（如引用[^3]提到的另一篇博客讨论的内容）。 - 实际编程中应直接使用标准库的`offsetof`，而非自行模拟，以确保可移植性。 5. **示例**（结合引用[^1][^3]）： ```c #include <stdio.h> #include <stddef.h> struct S { char c1; // 偏移量0 int a; // 偏移量4（假设int对齐要求为4字节） char c2; // 偏移量8 }; int main() { printf("%zu\n", offsetof(struct S, c1)); // 0 printf("%zu\n", offsetof(struct S, a)); // 4 printf("%zu\n", offsetof(struct S, c2)); // 8 return 0; } ``` 输出结果取决于编译器的内存对齐规则。 **总结**： `offsetof` 是处理结构体内存布局的重要工具，常用于底层开发（如序列化、自定义内存管理）或需要直接操作内存的场景（如通过偏移量访问成员）。 --- 相关问题： 1. 结构体内存对齐的规则是什么？ 2. 如何使用offsetof实现结构体的序列化？ 3. offsetof在实际项目中有哪些典型应用场景？ </think> ### offsetof 函数的功能与用法详解 #### 1. **功能描述** `offsetof()` 是 C 标准库提供的宏（定义在 `<stddef.h>` 中），用于计算**结构体成员相对于结构体起始地址的字节偏移量**。 公式表达： $$ \text{offset} = \text{address}(\text{member}) - \text{address}(\text{struct}) $$ 其中： - `struct` 是结构体变量起始地址 - `member` 是结构体内部成员 返回值类型为 `size_t`（无符号整型）[^1][^4]。 #### 2. **核心语法** ```c #include <stddef.h> size_t offsetof(struct_type, member_name); ``` - **`struct_type`**：结构体类型名（如 `struct S` 或 `typedef` 别名） - **`member_name`**：目标成员名（如 `int a;` 中的 `a`） #### 3. **用法示例** ```c #include <stdio.h> #include <stddef.h> struct Example { char c; // 偏移量0（1字节） int num; // 偏移量4（对齐填充后） double d; // 偏移量8（假设double 8字节对齐） }; int main() { printf("c偏移: %zu\n", offsetof(struct Example, c)); // 输出0 printf("num偏移: %zu\n", offsetof(struct Example, num)); // 输出4 printf("d偏移: %zu\n", offsetof(struct Example, d)); // 输出8 return 0; } ``` **输出解释**： 因内存对齐，`char c` 占1字节后需填充3字节，使 `int num` 从地址4开始[^1][^3]。 --- ### 🔧 底层原理（扩展知识） #### 宏的模拟实现 ```c #define OFFSETOF(struct_type, mem_name) (size_t)&(((struct_type*)0)->mem_name) ``` **原理**： 1. `(struct_type*)0`：将地址0强制转换为结构体指针 2. `->mem_name`：访问成员（未实际解引用） 3. `&` 取地址：得到成员相对于地址0的偏移量 **注意**：此操作在编译期完成，不引发运行时错误[^2]。 --- ### ️ 重要注意事项 1. **内存对齐影响** 偏移量由编译器根据成员类型和平台对齐规则自动计算（如 `int` 常按4字节对齐）[^3]。 2. **应用场景** - 序列化/反序列化结构体 - 通过偏移量直接访问内存（如：`(char*)&struct_var + offsetof(...)`） - 实现泛型容器（如 Linux 内核链表） --- 相关问题： 1. 结构体内存对齐的具体规则是什么？ 2. 如何利用 offsetof 实现结构体的二进制序列化？ 3. offsetof 在 Linux 内核开发中有哪些典型应用？ 4. 为什么指针转换为 `(struct_type*)0` 不会导致段错误？
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