详解两个重要宏offsetof和containe…

本文解析关于结构体的两个重要宏offsetof( TYPE , MEMBER)和container_of(ptr , type , member)

实例1、#define offsetof( TYPE , MEMBER) (int *)&((TYPE *)0)->MEMBER

(备注：    ->的优先级比&高)

参数说明：TYPE为结构体变量类型；MEMBER为结构体中任意一个元素

作       用：得出该MEMBER元素相对于结构体首地址的偏移量

分层解析：

    (1) ((TYPE*)0)：将0强制转换成指向TYPE类型结构体变量的指针，该结构体变量地址被强制变为0x0；

    (2) ((TYPE*)0)->MEMBER：指向结构体中的MEMBER元素；

    (3) (int *)&((TYPE *)0)->MEMBER：取MEMBER元素的地址并强制转换成指向int类型数据的指针。

实       质：将结构体变量地址强制变成0x0，当得出其中某个元素地址后，由于结构体内元素地址是逻辑连续的，该元素地址被强制转换成(int *)后即可被理解为偏移量。（见代码示例1）

实例2、#define container_of(ptr , type , member) ({  const typeof(((type *)0)->member) *__mptr = (ptr) ; (type *)((char *)__mptr - offsetof(type , member ) );   })

参数说明：ptr为指向member元素的指针；type为结构体变量类型；member为结构体中任意一个元素

作       用：通过结构体中某一元素的地址得出结构体（变量）首（的）地址；

分层解析：

    (1) typeof(((type *)0)->member)得出member元素的数据类型；

    (2) const typeof(((type *)0)->member) *__mptr定义一个和member同数据类型的指针，指针指向常量；

    (3) __mptr = (ptr) 将指向member元素的指针赋给新定义的__mptr指针；

    (4) (char *)__mptr - offsetof(type , member )该元素地址减去自身相对结构体地址偏移量得出初始地址；

    (5) (type *)((char *)__mptr - offsetof(type , member ) )将初始地址强制转换成结构体变量地址。

实       质：当传参数ptr指针时，编译器只传ptr的值，并没传它的数据类型，所以需要通过typeof()函数获取它的类型；得出member元素的地址和类型后，减去它的偏移量，即可得出初始地址，即为结构体首地址。（见代码示例2）

代码示例（1）

#include

#define offset(TYPE,MEMBER) ((int)&(((TYPE *)0)->MEMBER))

struct mystruct

{

char a;

};

int main ( )

{

struct  mystruct s1;

int offsetof_a = offset(struct mystruct,a);

printf("offsetof_a = %d\n",offsetof_a);

}

代码示例（2）

#include

#define offsetof(TYPE,MEMBER)   ((int)&(((TYPE *)0)->MEMBER))    //算结构体中元素的地址偏移量

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

(type *)((char *)__mptr - offsetof(type,member));  })   //得出结构体首地址

// 宏定义中'\'表示连接上下行

struct mystruct

{

char a;

short c;

};

int main ()

{

struct mystruct s1;

struct mystruct *p = NULL;

short *p1 = &s1.c;

printf("s1的指针 = %p\n",&s1);   //此句可得到结构体首地址，前提是定义了变量s1;

//但在Linux内核中，往往不知道结构体变量的，那该如何得到呢？请看下面

//现在要通过p来计算得到s1的指针

p1 = container_of(p,struct mystruct,c);

printf("ps的指针 = %p\n",p1);   //地址值和&s1一样

}

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