container_of,typeof详解

来源：互联网发布：python封装成dll 编辑：程序博客网时间：2024/05/14 12:49

1.源码
/**
* container_of - 通过结构体的一个成员获取容器结构体的指针
* @ptr: 指向成员的指针。
* @type: 成员所嵌入的容器结构体类型。
* @member: 结构体中的成员名。
*
*/
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
这个宏的作用，就是通过一个容器（结构体）中某个成员的指针得到指向这个容器（结构体）的指针，简单的说就是通过成员找容器。
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
2.用法
例如：
typedef struct frame {
int a;
char b;
char name[10];
} frame_t;

int main(int argc, char **argv)
{
frame_t fra, *pf;
fra.a = 1;
fra.b = 2;
snprintf(fra.name, 5, "cjz%d", 1);

pf = container_of(&fra.a, frame_t, a);
printf("fra.a = %d, fra.b = %d, fra.name = %s\n", fra.a, fra.b, fra.name);

return 0;
}
参考：http://blog.csdn.net/cuijianzhongswust/article/details/8249352
3.详解
先分析一下这个宏的运行机理：
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
一共4步
1. ( (TYPE *)0 ) 将零转型为TYPE类型指针;
2. ((TYPE *)0)->MEMBER 访问结构中的数据成员;
3. &( ( (TYPE *)0 )->MEMBER )取出数据成员的地址;
4.(size_t)(&(((TYPE*)0)->MEMBER))结果转换类型。巧妙之处在于将0转换成(TYPE*)，结构以内存空间首地址0作为起始地址，则成员地址自然为偏移地址；
注释：
1.要将地址赋给指针， int *p = 0x12345678是不对的。正确的方式应为：int *p = (int *) 0x12345678。在大多数计算机中，内存地址确实是以无符号整型数来表示的，而且多以16进制表示，但我们在C语言中不能用整型数去表示地址，只能用指针常量来表示，因为它是被用来赋给一个指针的。
对于这个赋值问题还可以换一个角度去理解，在C语言中，使用赋值操作符时，赋值操作符左边和右边的表达式类型应该是相同的，如果不是，赋值操作符将试图把右边表达式的值转换为左边的类型。所以如果写出int *p = 0x12345678 ; 这条语句编译器会报错：'=' : cannot convert from ' const int ' to ' int * ' ，因为赋值操作符左边和右边的表达式的类型应该相同，而0x12345678是int型常量，p是一个指向int型的指针，两者类型不同，所以正确的方式是：int *p = (int *) 0x12345678 ;
故（（TYPE*）0）是将地址为0转换成TYPE*型指针。即地址0处存放指向TYPE类型数据的地址。则（（TYPE*）0）->MEMBER指向TYPE类型数据的成员MEMBER.（（TYPE*）0）->MEMBER相当于(*((TYPE*)0)).MEMBER.
参考：http://blog.chinaunix.net/uid-28458801-id-4200573.html
（1）const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); typeof即将参数*_mptr定义为((type *)0)->member类型，即复制ptr。
定义一个中间变量__mptr，它等于提供给宏的参数ptr，也就是指向某个成员的指针。这个中间变量的命名意义是：
"__"代表内部使用，内核编程中常常这么做；
“m”代表middle。
1. 为了避免对 ptr及prt指向的内容造成破坏，这里不直接使用 ptr 而要多多加一个__mptr。
（2）(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );
这行代码的作用是通过中间变量__mptr（指向某个成员的指针）减去这个成员在容器（结构体）中的偏移来得到指向容器（结构体）的指针。把__mptr转换成 char *类型，因为offsetof得到的偏移量是以字节为单位。两者相减得到结构体的起始位置，再强制转换成type类型。
参考：http://blog.chinaunix.net/uid-20543672-id-3205315.html

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