1 offsetof宏的原理以及作用

在使用container_of宏之前，我們先來了解下offsetof這個宏，它在Linux內(nèi)核里的源碼是這個樣子：

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

1.1 offsetof宏的工作原理

虛擬一個TYPE類型的結構體變量，通過TYPE.MEMBER的方式來訪問MEMBER成員，進而得到MEMBER成員相對于整個結構體首地址的偏移量。

這句話理解起來看似很抽象，&((TYPE *)0)->MEMBER相當于得到了成員的偏移減去0地址偏移，也就是結構體的首地址，進而就得到了該成員相當于整個結構體的偏移量，接下來寫一個例子就明白了：

1.2 offsetof宏編程案例

#include <stdio.h>
#define offsetof(TYPE,MEMBER) ((int) &((TYPE *)0)->MEMBER)
#pragma pack(4)
struct ptr
{
	char a ;
	short b ;
	int  c ;
	double d ;
};
#pragma pack()
int main(void)
{
	struct ptr Pt ;
	printf("ptr:%d\n",sizeof(struct ptr));
	//相對地址偏移量
	int offset = offsetof(struct ptr,a);
	printf("offset:%d\n",offset);
	int offset1 = offsetof(struct ptr,b);
	printf("offset1:%d\n",offset1);
	int offset2 = offsetof(struct ptr,c);
	printf("offset2:%d\n",offset2);
	int offset3 = offsetof(struct ptr,d);
	printf("offset3:%d\n",offset3);
	return 0 ;
}

運行結果：

在案例中，我們以默認4字節(jié)對齊得到的4個結構體變量在結構體中的偏移，明白了offsetof宏如何使用，就解決了我們的大疑問了，我們來看看container_of宏怎么使用吧。

2 Linux container_of宏的原理以及作用

Linux中的container_of宏長如下這個樣子，那它有什么作用呢？我們來詳細剖析一下。

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

2.1 container_of宏的工作原理

先用typeof獲取變量的數(shù)據(jù)類型，也就是member成員的類型，然后將member這個成員 的指針轉成自己類型的指針，再從offsetof相減，就得到整個結構體變量的首地址了，再將該地址強制轉化為type *。

接下來寫一個關于container_of宏的編程案例:

2.2 container_of宏編程案例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//獲取結構體成員相對于結構體的偏移
#define offsetof(TYPE,MEMBER) ((int) &((TYPE *)0)->MEMBER)
//通過獲取結構體中的某個成員的，反推該結構體的指針
#define container_of(ptr, type , member) ({ \
	const typeof(((type *)0)->member) *__mptr = (ptr) ; \
	(type *)((char *)__mptr - offsetof(type,member)) ;})
//讓結構體默認以四字節(jié)對齊
#pragma pack(4)
struct ptr
{
    char a ;
    short b ;
    int  c ;
    double d ;
};
#pragma pack()

int main(void)
{
    struct ptr Pt ;
    struct ptr *pt ;
    printf("ptr:%d\n",sizeof(struct ptr));//16
    //獲取結構體的首地址
    printf("ptr:%p\n",&Pt); //0028FEA8
    Pt.a = 'a';
    Pt.b = 2 ;
    Pt.c = 4 ;
    Pt.d = 12.04 ;
    //通過container_of獲取結構體的首地址
    pt = container_of(&Pt.c, struct ptr , c);
    printf("pt:%p\n",pt);
    printf("a:%c\n",pt->a) ;
    printf("b:%d\n",pt->b) ;
    printf("c:%d\n",pt->c) ;
    printf("d:%.2lf\n",pt->d);
    return 0 ;
}

運行結果：

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