Linux / offsetof 和 container

@time        2019-07-10
@author      Ruo_Xiao
@revision    linux  2.6.11

1、 offsetof

（1）原型

/** @member    TYPE    ： 结构体原型。*            MEMBER  ： 结构体成员。  */
#define offsetof(TYPE , MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

（2）文件路径：/ include / linux / stddef.h

（3）作用

返回指定类型（TYPE）的成员（MEMBER）在该结构体内的偏移量。

（4）解析

A、(TYPE *) 0

将以地址 0 为开始的，大小为 sizeof(TYPE) 的内存块按照 TYPE 进行看待。注意，这里只是看待，并没有进行读取！这就保证了代码执行到这里并不会报错！

B、((TYPE *) 0) -> MEMBER

看看 MEMBER 成员，还是没有读取。

C、&(((TYPE *) 0) -> MEMBER)

看看 MEMBER 成员地址，还是没有读取。因为结构体的首地址为0，所以得到的 MEMBER 的首地址就是该成员相对于结构体首地址的偏移量。

D、（size_t）&(((TYPE *)0) -> MEMBER)

将该地址转为 size_t 类型。

在32位系统中，size_t 的原型是 unsigned int 。

在64位系统中，size_t 的原型是 unsigned long 。

（5）栗子

#include <iostream>#define offsetof_t(TYPE , MEMBER) ((size_t)&(((TYPE *)0)->MEMBER))struct stest
{char    c;int     i;float   f;double  d;
};int main()
{int pos_c = offsetof_t(stest , c);int pos_i = offsetof_t(stest , i);int pos_f = offsetof_t(stest , f);int pos_d = offsetof_t(stest , d);std::cout << "stest::c 的偏移量：" << pos_c << std::endl;std::cout << "stest::i 的偏移量：" << pos_i << std::endl;std::cout << "stest::f 的偏移量：" << pos_f << std::endl;std::cout << "stest::d 的偏移量：" << pos_d << std::endl;return 0;
}

结果：

stest::c 的偏移量：0
stest::i 的偏移量：4
stest::f 的偏移量：8
stest::d 的偏移量：16

2、container_of

（1）原型

/** @member    ptr    结构体成员的地址。*            type   结构体原型。*            member 结构体成员。*/
#define container_of(ptr, type, member) ({          \const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);   \(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

（2）文件路径：/ include / linux / kernel.h

（3）作用：通过结构体成员地址反推该结构体的地址。

（4）解析

A、typeof( ( (type*)0 ) -> member ) )

获得 member 成员的数据类型。

B、const typeof( ( (type*)0 ) -> member ) ) *_mptr = (ptr)

定义常量指针 _mptr，指向 ptr 指向的内容，该指针变量指向的内容是不可变的。

C、(char *)_mptr - offsetof(type , member)

前者将 _mptr 变为字符指针，后者返回 member 在 type 的偏移量，二者相减就是 type 的首地址了。

最后在通过 (type *) 转为 type 型地址就可以了。

（5）栗子

#include <iostream>struct stest
{char    c;int     i;float   f;double  d;
};#define offsetof_t(TYPE , MEMBER) ((size_t)&(((TYPE *)0)->MEMBER))#define container_of_test(ptr , type , member) ({\const typeof(((type *)0)->member) *_mptr = ptr;\(type *)((char *)ptr - offsetof_t(type , member));})int main()
{stest test1;stest *p;p = container_of_test(&test1.i , stest , i);if (p == &test1){std::cout << "二者相同。" << std::endl;}else{std::cout << "二者不同。" << std::endl;}
}

结果：

二者相同

（SAW：Game Over！）

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