offsetof宏和container_of宏

1 offsetof宏

1.1 宏的作用

offsetof用于计算TYPE结构体中MEMBER成员的偏移位置。

1.2 编译器做了什么

注意： 在操作系统的环境下，读和写0地址的内容都是非法的，会导致程序异常停止。

对于编译器来说，它清楚的知道结构体成员变量的偏移地址，它通过结构体变量首地址与偏移量来定位成员变量。所以对于offsetof宏来说编译器并不会去读写0地址，而是直接计算得到成员的地址，所以直接使用0地址不会导致程序崩溃。

#include 

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


struct ST
{
    int i;     // 0
    int j;     // 4
    char c;    // 8
};

void func(struct ST* pst)
{
    int* pi = &(pst->i);    //  0
    int* pj = &(pst->j);    //  4
    char* pc = &(pst->c);   //  8

    printf("pst = %p\n", pst);
    printf("pi = %p\n", pi);
    printf("pj = %p\n", pj);
    printf("pc = %p\n", pc);
}

int main()
{
    struct ST s = {0};

    func(&s);
    func(NULL);

    printf("offset i: %d\n", offsetof(struct ST, i));
    printf("offset j: %d\n", offsetof(struct ST, j));
    printf("offset c: %d\n", offsetof(struct ST, c));

    return 0;
}

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2 container_of宏

2.1 ({})是什么？

({})是GNU C编译器的扩展语法，与逗号表达式类似，结果为最后一个语句的值。

2.2 typeof

typeof是GUN C编译器特有的关键字，只在编译期有效，用于得到变量的类型。

2.3 原理分析

我们可以分析出container_of宏的作用就是根据结构体成员的地址得到结构体的首地址。

注意： container_of使用({})进行安全类型的检查，这里设计的非常精妙。宏的第一句并不是无用的，而是用来进行类型检查的。