offsetof宏与container_of宏详解
offsetof宏与container_of宏详解
1.offsetof宏与container_of宏
1.1、由结构体指针进而访问各元素的原理
通过结构体整体变量来访问其中各个元素，本质上是通过指针方式来访问的，形式上是通过.的方式来访问的（这时候其实是编译器帮我们自动计算了偏移量）。
1.2、offsetof宏：
(1)offsetof宏的作用
计算结构体中某个元素相对结构体首字节地址的偏移量，其实质是通过编译器来帮我们计算。
#include<stdio.h>
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((int) &((TYPE *)0)->MEMBER)
struct mystruct
{
char a;
int b;
short c;
};
// TYPE是结构体类型，MEMBER是结构体中一个元素的元素名
// 这个宏返回的是MEMBER元素相对于整个结构体变量的首地址
//的偏移量, 类型是int
int main(void)
{
struct mystruct s1;
s1.b = 12;
int *p = (int *)((char *)&s1 + 4);
printf("*p = %d\n", *p); //这种方法是自己根据结构体对齐计算得出的
}
(2) offsetof宏的原理
我们虚拟一个TYPE类型结构体变量，然后用TYPE. MEMBER的方式来访问MEMBER元素，继而得到MEMBER相对于整个变量首地址的偏移量。
(3)学习思路
第一步先学会用offsetof宏，第二步再去理解这个宏的实现原理。(TYPE *)0这是一个强制类型转换，把0地址强制类型转换成一个指针，这个指针指向一个TYPE类型的结构体变量，实际上这个结构体变量可能不存在，但是只要我不去解引用这个指针就不会出错。
((TYPE *)0)->MEMBER (TYPE *)0是一个TYPE类型结构体变量的指针，通过指针来访问这个结构体变量的MEMBER元素，&((TYPE *)0)->MEMBER等效于&(((TYPE *)0)->MEMBER)-&(((TYPE *)0)，这样就得到了成员的偏移量。
1.3、container_of宏：
// ptr 是指向结构体元素member的指针，type是结构体类型，member是结构体中一个 // 元素元素名// 这个宏返回的就是指向这个结构体变量的指针，类型是(type *)
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
(1)作用：知道一个结构体中某个元素的指针，反推这个结构体变量的指针。有了container_of宏，我们可以从一个元素的指针得到整个结构体变量的指针，继而得到结构体中其它元素的指针。
(2)typeof关键字的作用是：typeof(a)时由变量a得到a的类型，所以typeof的作用就是由变量名得到变量的数据类型。
(3)这个宏的工作原理：先用typeof得到member元素的类型，将member成员的指针转成自己类型的指针，然后用这个指针减去该元素相对于整个结构体变量的偏移量（偏移量用offsetof宏得到的），之后得到的就是整个结构体变量的首地址了，再把这个地址强制类型转换为type *即可。
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