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Linux下的两个经典宏定义

发布时间:2015-07-16 21:17:59来源:linux网站作者:奔跑的小河

本文首先介绍Linux下的经典宏定义,感受极客的智慧,然后根据该经典定义为下篇文章作铺垫。


offsetof宏定义:

// 获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

说明:获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。
1.( (TYPE *)0 ) 将零转型为TYPE类型指针,即TYPE类型的指针的地址是0。
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。由于TYPE的地址是0,这里获取到的地址就是相对MEMBER在TYPE中的偏移。
4.(size_t)(&(((TYPE*)0)->MEMBER))  结果转换类型。对于32位系统而言,size_t是unsigned int类型;对于64位系统而言,size_t是unsigned long类型。


使用示例:

struct student
{
char gender;
int id;
int age;
char name[20];
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int gender_offset, id_offset, age_offset, name_offset;

gender_offset = offsetof(struct student, gender);
id_offset = offsetof(struct student, id);
age_offset = offsetof(struct student, age);
name_offset = offsetof(struct student, name);

printf("gender_offset = %d\n", gender_offset);
printf("id_offset = %d\n", id_offset);
printf("age_offset = %d\n", age_offset);
printf("name_offset = %d\n", name_offset);

system("pause");
return 0;
}


//结果:
/*
gender_offset = 0
id_offset = 4 //字节对其
age_offset = 8
name_offset = 12
*/


offsetof图解

Linux下的两个经典宏定义

TYPE是结构体,它代表"整体";而MEMBER是成员,它是整体中的某一部分。


container_of宏定义:

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

说明:根据"结构体(type)变量"中的"域成员变量(member)的指针(ptr)"来获取指向整个结构体变量的指针。
1. typeof( ( (type *)0)->member )    取出member成员的变量类型。
2.const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr)    定义变量__mptr指针,并将ptr赋值给__mptr。经过这一步,__mptr为member数据类型的常量指针,其指向ptr所指向的地址。
3. (char *)__mptr    将__mptr转换为字节型指针。
4. offsetof(type,member))    就是获取"member成员"在"结构体type"中的位置偏移。
5. (char *)__mptr - offsetof(type,member))    就是用来获取"结构体type"的指针的起始地址(为char *型指针)。
6.(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) )    就是将"char *类型的结构体type的指针"转换为"type *类型的结构体type的指针"。
7.反斜杠“/”表示行连接


使用示例:
注:本例中的addressof宏定义与上面的宏定义相同,只是一个改写。

// 获得结构体(TYPE)的变量成员(MEMBER)在此结构体中的偏移量。
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
/*根据"结构体(type)变量"中的"域成员变量(member)的指针(ptr)"来获取指向整个结构体变量的指针*/
#define addressof(PT,TYPE,MEMBER) ((TYPE *)((char *)(PT) - offsetof(TYPE,MEMBER)))

struct student
{
char gender;
int id;
int age;
char name[20];
};

void main()
{
struct student stu;
struct student *pstu;

stu.gender = '1';
stu.id = 9527;
stu.age = 24;
strcpy(stu.name, "zhouxingxing");

// 根据"id地址" 获取 "结构体的地址"。
pstu = addressof(&(stu.id), struct student, id);

// 根据获取到的结构体student的地址,访问其它成员
printf("gender= %c\n", pstu->gender);
printf("age= %d\n", pstu->age);
printf("name= %s\n", pstu->name);
}


/*结果
gender= 1
age= 24
name= zhouxingxinggender= 1
age= 24
name= zhouxingxing
*/


container_of图解

Linux下的两个经典宏定义

type是结构体,它代表"整体";而member是成员,它是整体中的某一部分,而且member的地址是已知的。


最后,可以想想这个宏都有哪些用途。


Linux内核中likely与unlikely的宏定义解析:http://www.linuxdiyf.com/linux/12900.html

linux内核中的likely和unlikely宏定义:http://www.linuxdiyf.com/linux/604.html