在linux內核鏈表中，會遇到兩個宏。

在include/linux/stddef.h中，有這樣的定義

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

這里的TYPE表示某個結構體類型，MEMBER表示結構體中的一個成員，這個宏求出了成員在結構體中的位置偏移（以字節為單位）

如果你還不理解，我們舉個例子吧。

struct student {char name[20];unsigned char age; };int main(void) {int off = offsetof(struct student, age);printf("off = %d\n",off); } 運行結果是off = 20

其實宏里面的0只是一種特殊情況而已。對這個宏的解釋是：假設結構體處于0x1234這個地址，

（（TYPE*)0x1234 ）-> MEMBER
->比類型轉換的優先級高，所以要加括號。上面就得到了成員，再取地址，得到成員的地址

&（（TYPE*)0x1234 ）-> MEMBER

不用加括號，因為&的優先級比較低

再來一個類型轉換

（size_t）&（（TYPE*)0x1234 ）-> MEMBER

終于得到成員的起始地址了，還沒有完，既然算偏移，就要減去結構體的起始地址

（size_t）&（（TYPE*)0x1234 ）-> MEMBER ?- 0x1234

不難看出，這里的0x1234換成什么數字都可以，因為偏移是和起始地址無關的。

不信的話可以把這個宏定義改一改，再測試一下

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ( (size_t) &((TYPE *)0x2222)->MEMBER - 0x2222 )struct student {char name[20];unsigned char age; };int main(void) {int off = offsetof(struct student, age);printf("off = %d\n",off); } 改成0x2222后，結果還是20.

既然什么數字都可以，那就改成0吧，于是后面的-0就可以省略了。于是就得到了開頭的那個宏。

下面我們說另外一個宏。

/**

827? * container_of - cast a member of a structure out to the containing structure

828? * @ptr:? ? the pointer to the member.

829? * @type: ? the type of the container struct this is embedded in.

830? * @member: the name of the member within the struct.

831? *

832? */

833 #define container_of(ptr, type, member) ({? ? ? ? ? \

834 ? ? const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);? ? \

835 ? ? (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

這個宏就是從一個成員的地址得到這個結構體的地址，俗稱小指針轉大指針。

繼續舉例子。

struct student {char name[20];unsigned char age; };int main(void) {struct student stu = {"wangdong",22};printf("&stu = %p\n",&stu);printf("&stu.age = %p\n",&stu.age);struct student *p = container_of(&stu.age, struct student, age);printf("p= %p\n",p); }運行結果為

&stu = 0x7fff53df9c40

&stu.age = 0x7fff53df9c54

p= 0x7fff53df9c40

第一行和第三行的值是一致的。
如果你不理解這個宏的定義，我們先簡化一下它，這樣寫 #define container_of(ptr, type, member) ? ? ? ? ? ? ( ?(type *)( (char *)ptr - offsetof(type,member) ) ?)
(char *)ptr 成員的地址
offsetof(type,member) ?成員的偏移
二者相減，就是結構體的起始地址，最后再加個強制類型轉換。 可是為什么不是這樣寫的呢，而是要多出來一行

const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);

沒有這行到底行不行，其實也行，用上面的例子，去掉這行，也可以得到一樣的結果。

先看看這行什么意思吧，?((type *)0)->member 這是成員，typeof( ((type *)0)->member ) 得到了成員的類型，假設就是unsigned char類型，

const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr 定義了一個這個類型的指針

const unsigned char * __mptr = (ptr); 賦值給定義的這個指針。

我苦思冥想，又結合網上的資料，認為這樣寫是做了一個類型檢查。如果有了這行，假設結構體就沒有member這個成員，那么編譯會報錯。

所以這樣寫保證了member確實是type的一個成員。

還有，這樣寫也保證了ptr確實是這個成員類型的指針，如果不是，編譯也會報錯。再做個實驗。

把剛才的代碼改一下

struct student *p = container_of((int *)&stu.age, struct student, age);

故意把&stu.age轉換成int*,編譯就會報警告：

test.c:33:22: warning: incompatible pointer types initializing 'const typeof (((struct student *)0)->age)

? ? ? *' (aka 'const unsigned char *') with an expression of type 'int *' [-Wincompatible-pointer-types]

? ? ? ? struct student *p = container_of((int *)&stu.age, struct student, age);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

test.c:11:39: note:expanded from macro 'container_of'

? ? ? ? const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);? ? \

?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ^? ? ? ? ~~~~~

如果沒有這一行，那么就不會報錯。

所以，作者的出發意圖是千方百計地讓程序員寫出安全的代碼啊！真的是用心良苦。

（完）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的container_of 和 offsetof 宏详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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