Linux下的两个经典宏定义

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博客作铺垫。

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

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
", pstu->gender);
	printf("age= %d
", pstu->age);
	printf("name= %s
", pstu->name);
}
/*结果
gender= 1
age= 24
name= zhouxingxinggender= 1
age= 24
name= zhouxingxing
*/

container_of图解

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。