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Linux教程網 >> Linux編程 >> Linux編程 >> C語言之offsetof宏和container_of宏

C語言之offsetof宏和container_of宏

日期:2017/3/1 9:09:54   编辑:Linux編程

首先我們要明白一點通過結構體變量來訪問結構體中的各個元素時,其本質上是通過指針的方式來實現訪問的,只不過是這個時候編譯器幫自動幫我們計算了每個元素與結構體起始地址之間的偏移量而已。

一:offsetof宏:

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

1:參數與返回值分析:
(1)TYPE是結構體類型,MEMBER是結構體中一個元素的元素名 (2)這個宏返回的是member元素相對於整個結構體變量的首地址的偏移量,類型是int

2:作用於原理

(1)offsetof宏的作用是:用宏來計算結構體中某個元素和結構體首地址的偏移
量(其實質是通過編譯器來幫我們計算)。
(2)offsetof宏的原理:我們虛擬一個type類型結構體變量,然後用type.member的方式來訪問那個member元素,繼而得到member相對於整個變量首地址的偏移量。

3:從結合方式方面來分析:

(TYPE *)0 這是一個強制類型轉換,把0地址強制類型轉換成一個指針,這個指針指向一個TYPE類型的結構體變量。 (實際上這個結構體變量可能不存在,但是只要我不去解引用這個指針就不會出錯)。

((TYPE *)0)->MEMBER (TYPE *)0是一個TYPE類型結構體變量的指針,通過指針指針來訪問這個結構體變量的member元素

&((TYPE *)0)->MEMBER 等效於&(((TYPE *)0)->MEMBER),意義就是得到member元素的地址。但是因為整個結構體變量的首地址是0,所以得到的member元素的地址就是member元素的偏移量。

二:container_of宏

#define container_of(ptr, type, member) ({\
const typeof(((type *)0)->member) * __mptr = (ptr);\
(type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); }
注意:這裡的 \ 是連行符

1:參數與返回值分析:
(1)ptr是指向結構體元素member的指針,type是結構體類型,member是結構體中一個元素的元素名
(2)這個宏返回的就是指向整個結構體變量的指針,類型是(type *)
2:作用與原理分析:
(1)作用:知道一個結構體中某個元素的指針,反推這個結構體變量的指針。有了container_of宏,我們可以從一個元素的指針得到整個結構體變量的指針,繼而得到結構體中其他元素的指針。
(2)typeof關鍵字的作用是:typepof(a)時由變量a得到a的類型,typeof就是由變量名得到變量數據類型的。
(3)這個宏的工作原理:先用typeof得到member元素的類型定義成一個指針,然後用這個指針減去該元素相對於整個結構體變量的偏移量(偏移量用offsetof宏得到的),減去之後得到的就是整個結構體變量的首地址了,再把這個地址強制類型轉換為type *即可。

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