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container_of学习

湛文乐
2023-12-01

在Linux内核源码中碰到了一个宏函数container_of(ptr,type,member)

/*******************************************************************************

 函 数 名:container_of

 描    述:已知结构体type的成员member的地址ptr,求解结构体type的起始地址。

 输入参数:

 输出参数:

 返 回 值:

 说    明:

*******************************************************************************/

 

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

 

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

 

#include<stdio.h>

 

struct YAN

{

        char Y;

        short A;

        int N;

};

 

void main()

{

        struct YAN YAN_yan;

        printf("&YAN_yan = %p\n",&YAN_yan);

        printf("&YAN_yan.N = %p\n",&YAN_yan.N);

        printf("&((struct YAN_yan*)0)->N = %p\n",(&((struct YAN*)0)->N));

        printf("&((struct YAN_yan*)0)->N = %d\n",((int)&((struct YAN*)0)->N));//类似#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

}

结果:

&YAN_yan = 0xbfd68b78

&YAN_yan.N = 0xbfd68b7c

&((struct YAN_yan*)0)->N = 0x4

&((struct YAN_yan*)0)->N = 4

 

const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr)作用

如果开发者使用时输入的参数有问题:ptr与member类型不匹配,编译时便会有warnning, 但是如果去掉这行,那个就没有了,而这个警告恰恰是必须的(防止出错有不知道错误在哪里)。。。

 

(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) 作用

结构体type的起始地址

 

 

 

(TYPE *)0)->MEMBER非法问题:

ANSI C标准允许值为0的常量被强制转换成任何一种类型的指针,

并且转换结果是一个NULL指针,因此((type *)0)的结果就是一个类型为type *的NULL指针。

如果利用这个NULL指针来访问type的成员当然是非法的,

但&( ((type *)0)->field )的意图仅仅是计算field字段的地址。

聪明的编译器根本就不生成访问type的代码,

而仅仅是根据type的内存布局和结构体实例首址在编译期计算这个(常量)地址,

这样就完全避免了通过NULL指针访问内存的问题。

又因为首址为0,所以这个地址的值就是字段相对于结构体基址的偏移。

以上方法避免了实例化一个type对象,并且求值在编译期进行,没有运行期负担。

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