在阅读内核源码时,存在一些基础的宏定义和函数,这里主要记录一下offsetof和container_of
offsetof
获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。
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| #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t)&((TYPE *)0)->MEMBER)
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From file:include/linux/stddef.h
((TYPE *)0):将零转型为TYPE类型指针，即TYPE类型的指针的地址是0。((TYPE *)0)->MEMBER:访问结构中的数据成员。&(((TYPE *)0)->MEMBER):取出数据成员的地址。由于TYPE的地址是0，这里获取到的地址就是相对MEMBER在TYPE中的偏移。(size_t)(&(((TYPE*)0)->MEMBER)): 结果转换类型。对于32位系统而言，size_t是unsigned int类型；对于64位系统而言，size_t是unsigned long类型。
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| #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
struct student {
char gender;
int id;
int age;
char name[20];
};
void main()
{
int gender_offset, id_offset, age_offset, name_offset;
gender_offset = offsetof(struct student, gender);
id_offset = offsetof(struct student, id);
age_offset = offsetof(struct student, age);
name_offset = offsetof(struct student, name);
printf("gender_offset = %d\n", gender_offset);
printf("id_offset = %d\n", id_offset);
printf("age_offset = %d\n", age_offset);
printf("name_offset = %d\n", name_offset);
}
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运行结果:
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| gender_offset = 0
id_offset = 4
age_offset = 8
name_offset = 12
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图解
![list_offsetof]()
TYPE是结构体，它代表”整体”；而MEMBER是成员，它是整体中的某一部分。
将offsetof看作一个数学问题来看待，问题就相当简单了：
已知’整体’和该整体中’某一个部分’，而计算该部分在整体中的偏移。
container_of
根据”结构体(type)变量”中的”域成员变量(member)的指针(ptr)”来获取指向整个结构体变量的指针。
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| #define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
|
From file:include/linux/kernel.h
typeof(((type *)0)->member): 取出member成员的变量类型。const typeof(((type *)0)->member) *__mptr = (ptr): 定义变量__mptr指针，并将ptr赋值给__mptr。经过这一步, __mptr为member数据类型的常量指针，其指向ptr所指向的地址。(char *)__mptr: 将__mptr转换为字节型指针。offsetof(type,member)): 就是获取”member成员”在”结构体type”中的位置偏移。(char *)__mptr - offsetof(type,member)): 就是用来获取”结构体type”的指针的起始地址（为char *型指针）。(type *)((char *)__mptr - offsetof(type,member)): 就是将”char *类型的结构体type的指针”转换为”type *类型的结构体type的指针”。
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| #include <stdio.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#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) );})
struct student {
char gender;
int id;
int age;
char name[20];
};
void main()
{
struct student stu;
struct student *pstu;
stu.gender = '1';
stu.id = 9527;
stu.age = 24;
strcpy(stu.name, "zhouxingxing");
pstu = container_of(&stu.id, struct student, id);
printf("gender= %c\n", pstu->gender);
printf("age= %d\n", pstu->age);
printf("name= %s\n", pstu->name);
}
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运行结果:
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| gender= 1
age= 24
name= zhouxingxing
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图解
![list_container_of]()
type是结构体，它代表”整体”；而member是成员，它是整体中的某一部分，而且member的地址是已知的。
将offsetof看作一个数学问题来看待，问题就相当简单了：
已知’整体’和该整体中’某一个部分’，要根据该部分的地址，计算出整体的地址。
参考
