offset of 和 container of 解析

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-05-25 14:07 170阅读 0赞

在Linux源码中，经常看到大名鼎鼎offsetof 和 container of 的宏定义，这里就此进行解析，并做了实验验证用途，仅用于自己参考记录。

**1. offsetof**  
  主要作用是获取类型的偏移量  
  定义如下：

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

这里我们一层一层分析下offsetof  
  （1）首先是`TYPE *0`定义了一个TYPE类型的指针，指针的偏移地址为0  
  （2）然后从0位置开始选择我们需要看到偏移量的成员MEMBER  
  （3）对其取址，得到的即为偏移量

**2. container\_of**  
  主要作用是根据结构体中某成员获取该结构体的首地址指针  
  定义如下：

/** * container_of - cast a member of a structure out to the containing structure * @ptr: the pointer to the member. * @type: the type of the container struct this is embedded in. * @member: the name of the member within the struct. * * It takes three arguments – a pointer, type of the container, * and the name of the member the pointer refers to. * The macro will then expand to a new address pointing * to the container which accommodates the respective member. */
    #define container_of(ptr, type, member) ({ \ const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \ (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

第一行看起来和offsetof类似，只是少了取址，多了类型转换和赋值，其实是用一个\_\_mptr代替ptr进行操作，以免误操作。

第二行这里用字符指针是因为字符类型为1个字节，所以可以方便的计算出\_\_mptr，即ptr的地址位置，然后减去其偏移量，得到的即为TYPE类型的首地址对应的指针。

测试代码如下：

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include "list.h"
    
    typedef struct data_list
    { 
    	int  test_int_data;
    	char test_char_data; 
    	struct list_head list;
    }data_list;
    
    
    int main()
    { 	
    	data_list data;
    	data.test_int_data = 123;
    	data.test_char_data = 'a';
    	
    	/* We test offsetof here*/
    	printf("\n-------We test the offset marco-------\n");
    	printf("offset of test_int_data = %lu\n", offsetof(data_list, test_int_data));
    	printf("offset of test_char_data = %lu\n", offsetof(data_list, test_char_data));
    	printf("offset of list_head = %lu\n", offsetof(data_list, list));
    
    	/*We test container_of here*/
    	printf("\n-------We test the container_of marco-------\n");
    	data_list *ptr;
    	ptr = container_of(&(data.test_int_data), data_list, test_int_data);
    	printf("We define a new pointer ptr to struct data_list\n");
    	printf("After container_of, the values are as follow\n");
    	printf("ptr->test_int_data = %d\n", ptr->test_int_data);
    	printf("ptr->test_char_data = %c\n", ptr->test_char_data); 
    
    	return 0;
    }

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