offsetof與container_of巨集解析
1、前言
今天在看程式碼時,遇到offsetof和container_of兩個巨集,覺得很有意思,功能很強大。offsetof是用來判斷結構體中成員的偏移位置,container_of巨集用來根據成員的地址來獲取結構體的地址。兩個巨集設計的很巧妙,值得學習。linux核心中有著兩個巨集的定義,並在連結串列結構中得到應用。不得不提一下linux核心中的連結串列,設計的如此之妙,只需要兩個指標就搞定了。後續認真研究一下這個連結串列結構。
2、offsetof巨集
使用offsetof巨集需要包含stddef.h標頭檔案,例項可以參考:http://www.cplusplus.com/reference/cstddef/offsetof/。
offsetof巨集的定義如下:
#define offsetof(type, member) (size_t)&(((type*)0)->member)
巧妙之處在於將地址0強制轉換為type型別的指標,從而定位到member在結構體中偏移位置。編譯器認為0是一個有效的地址,從而認為0是type指標的起始地址。
3、container_of巨集
使用container_of巨集需要包含linux/kernel.h標頭檔案,container_of巨集的定義如下所示:
#define container_of(ptr, type, member) ({ \ const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \ (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
container_of巨集分為兩部分,
第一部分:const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);
通過typeof定義一個member指標型別的指標變數__mptr,(即__mptr是指向member型別的指標),並將__mptr賦值為ptr。
第二部分: (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) ),通過offsetof巨集計算出member在type中的偏移,然後用member的實際地址__mptr減去偏移,得到type的起始地址,即指向type型別的指標。
第一部分的目的是為了將統一轉換為member型別指標。
4、測試程式
複製程式碼
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NAME_STR_LEN 32
#define offsetof(type, member) (size_t)&(((type*)0)->member)
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
typedef struct student_info
{
int id;
char name[NAME_STR_LEN];
int age;
}student_info;
int main()
{
size_t off_set = 0;
off_set = offsetof(student_info, id);
printf("id offset: %u\n",off_set);
off_set = offsetof(student_info, name);
printf("name offset: %u\n",off_set);
off_set = offsetof(student_info, age);
printf("age offset: %u\n",off_set);
student_info *stu = (student_info *)malloc(sizeof(student_info));
stu->age = 10;
student_info *ptr = container_of(&(stu->age), student_info, age);
printf("age:%d\n", ptr->age);
printf("stu address:%p\n", stu);
printf("ptr address:%p\n", ptr);
return 0;
}
測試結果:
5、參考網址
http://blog.csdn.net/thomas_nuaa/article/details/3542572
http://blog.chinaunix.net/uid-28489159-id-3549971.html
http://blog.csdn.net/yinkaizhong/article/details/4093795