Linux内核宏Container_Of的详细解释
作者:仲一 发布时间:2023-11-03 12:10:19
1. 结构体在内存中是如何存储的
int main()
{
Student stu;
stu.id = 123456;
strcpy(stu.name,"feizhufeifei");
stu.math = 90;
stu.PE = 80;
printf("Student:%p\r\n",&stu);
printf("stu.ID:%p\r\n",&stu.ID);
printf("stu.name:%p\r\n",&stu.name);
printf("stu.math:%p\r\n",&stu.math);
return 0;
}
打印结果如下:
//结构体的地址
Student:0xffffcbb0
//结构体第一个成员的地址
stu.ID:0xffffcbb0 //偏移地址 +0
stu.name:0xffffcbb4//偏移地址 +4
stu.math:0xffffcbd4//偏移地址 +24
我们可以看到,结构体的地址和结构体第一个成员的地址是相同的。这也就是我们之前在拒绝造轮子!如何移植并使用Linux内核的通用链表(附完整代码实现)中提到的为什么在结构体中要把 struct list_head放在首位。
不太理解的再看下这两个例子:
struct A { int a; char b; int c; char d; };a 偏移为 0 , b 偏移为 4 , c 偏移为 8 (大于 4 + 1 的 4 的最小整数倍), d 偏移为 12 。A 对齐为 4 ,大小为 16 。
struct B { int a; char b; char c; long d; };a 偏移为 0 , b 偏移为 4 , c 偏移为 5 , d 偏移为 8 。B 对齐为 8 , 大小为 16 。
我们可以看到,结构体中成员变量在内存中存储的其实是偏移地址。也就是说结构体A的地址+成员变量的偏移地址 = 结构体成员变量的起始地址。
因此,我们也可以根据结构体变量的起始地址和成员变量的偏移地址来反推出结构体A的地址。
2. container_of宏
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER)
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof(((type *)0)->member)*__mptr = (ptr); \
(type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); })
??首先看下三个参数, ptr是成员变量的指针, type是指结构体的类型, member是成员变量的名字。
??container_of宏的作用是通过结构体内某个成员变量的地址和该变量名,以及结构体类型,找到该结构体变量的地址。这里使用的是一个利用编译器技术的小技巧,即先求得结构成员在结构中的偏移量,然后根据成员变量的地址反过来得出主结构变量的地址。下面具体分析下各个部分。
3. typeof
首先看下typeof,是用于返回一个变量的类型,这是GCC编译器的一个扩展功能,也就是说typeof是编译器相关的。既不是C语言规范的所要求,也不是某个标准的一部分。
int main()
{
int a = 5;
//这里定义一个和a类型相同的变量b
typeof(a) b = 6;
printf("%d,%d\r\n",a,b);//5 6
return 0;
}
4. (((type *)0)->member)
((TYPE *)0) 将0转换为type类型的结构体指针,换句话说就是让编译器认为这个结构体是开始于程序段起始位置0,开始于0地址的话,我们得到的成员变量的地址就直接等于成员变量的偏移地址了。
(((type *)0)->member) 引用结构体中MEMBER成员。
typedef struct student{
int id;
char name[30];
int math;
}Student;
int main()
{
//这里时把结构体强制转换成0地址,然后打印name的地址。
printf("%d\r\n",&((Student *)0)->name);//4
return 0;
}
5. const typeof(((type * )0) ->member)*__mptr = (ptr);
这句代码意思是用typeof()
获取结构体里member
成员属性的类型,然后定义一个该类型的临时指针变量__mptr
,并将ptr
所指向的member
的地址赋给__mptr
;
为什么不直接使用 ptr
而要多此一举呢?我想可能是为了避免对 ptr
及prt
指向的内容造成破坏。
6. offsetof(type, member))
((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER)
size_t是标准C库中定义的,在32位架构中被普遍定义为:
typedef unsigned int size_t;
而在64位架构中被定义为:
typedef unsigned long size_t;
可以从定义中看到,size_t是一个非负数,所以size_t通常用来计数(因为计数不需要负数区):
for(size_t i=0;i<300;i++)
为了使程序有很好的移植性,因此内核使用size_t
,而不是int,unsigned。((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER)
结合之前的解释,我们可以知道这句话的意思就是求出MEMBER
相对于0
地址的一个偏移值。
7. (type * )((char * )__mptr - offsetof(type, member))
这句话的意思就是,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。
8. 举例
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
typedef struct student
{
int id;
char name[30];
int math;
}Student;
int main()
{
Student stu;
Student *sptr = NULL;
stu.id = 123456;
strcpy(stu.name,"zhongyi");
stu.math = 90;
sptr = container_of(&stu.id,Student,id);
printf("sptr=%p\n",sptr);
sptr = container_of(&stu.name,Student,name);
printf("sptr=%p\n",sptr);
sptr = container_of(&stu.math,Student,id);
printf("sptr=%p\n",sptr);
return 0;
}
运行结果如下:
sptr=0xffffcb90
sptr=0xffffcb90
sptr=0xffffcbb4
宏展开可能会看的更清楚一些
int main()
{
Student stu;
Student *sptr = NULL;
stu.id = 123456;
strcpy(stu.name,"zhongyi");
stu.math = 90;
//展开替换
sptr = ({ const unsigned char *__mptr = (&stu.id); (Student *)( (char *)__mptr - ((size_t) &((Student *)0)->id) );});
printf("sptr=%p\n",sptr);
//展开替换
sptr = ({ const unsigned char *__mptr = (&stu.name); (Student *)( (char *)__mptr - ((size_t) &((Student *)0)->name) );});
printf("sptr=%p\n",sptr);
//展开替换
sptr = ({ const unsigned int *__mptr = (&stu.math); (Student *)( (char *)__mptr - ((size_t) &((Student *)0)->math) );});
printf("sptr=%p\n",sptr);
return 0;
}
来源:https://www.tuicool.com/articles/EfUvMvE
猜你喜欢
- 删除默认建立的站点的虚拟目录,停止默认web站点,删除对应的文件目录c:inetpub,配置所有站点的公共设置,设置好相关的连接数限制,带宽
- 故事的主人公就是利用自己在电脑方面的特长白手创业成功的。站长也值得一看。走进上海东北角的一家数码广场,数百家IT小店让人不知该选择哪一家好。
- 康盛创想(Comsenz)旗下的UCenter Home(简称UCHome)新版本即将推出,本期笔者给大家分享下道具“道具转让许可证”功能。
- 11月11日消息,据外国媒体报道,eBay首席执行官John Donahoe称,eBay将关注中国的出口商,并与与中国当地的公司扩大合作。D
- 打开:require/sendemail.php查找第一个(269行左右):fwrite($fp, $msg); 在此行
- 咱老百姓,今儿我是真呀真高兴(吼)咱老百姓,今儿我是真呀真高兴(嘿)咱老百姓,今儿我是真呀真高兴(吼)咱老百姓高兴,高兴今儿我是真呀真高兴(
- 我在阿里妈妈上看到一个站长说李彦红根本没把阿里妈妈放在眼里,我们先不去说李彦红有没有讲过这句话,就这句话对于现在而言可以说是成立的。阿里妈妈
- 如果把谷歌比作美国政府,那么进入该公司企业产品管理部门总监尼古拉斯·福克斯(Nicholas Fox)笔记本中的数据,就称得上“最高 *
- 编者按:昨天我们迎来了微软的继Vista SP1和WinXP SP3后的又一力作那就是IE8,此次放出的虽然还只是微软意图面向开发者的Bet
- 1.资源文件Matlab安装包系统:Ubuntu18.04Matlab版本:2020b Matlab99R2020b_Linux_64.is
- 近期读了一些关于网络入侵的文章,感觉到增强网络安全是一项日常性的工作,并不是说网络设备、服务器配置好了就绝对安全了,操作系统和一些软件的漏洞
- iptables是Linux上常用的防火墙软件,下面vps侦探给大家说一下iptables的安装、清除iptables规则、iptables
- 组策略中添加软件限制策略,添加路径规则,把IE缓存路径加进去,应该是可以阻止一部分网马,也不会影响正常的网页浏览。如果你的系统应用软件已经全
- 上个月,发布了一篇拙文《提升个人诚信度的六个小技巧》,和大家探讨了如何通过网络提升个人诚信度,今天再来和大家探讨一下,企业如何通过网站来树立
- 为了更好的实现对社区热点信息的聚焦,Discuz! 7.1新增了“热点话题”功能,成为强化社区信息聚焦重要应用手段。重视细节改进是产品发展的
- 怎么推销和提高自己的网站呢.让自己网站的流量多起来。比如我们网站:环球二手机电www.16h26.com一般说推销自己网站,无非就是传统那些
- 我以前曾经提到过,网站的图片是非常耗费流量的,去年我就曾经统计过,两天的时间博客有20多G的访问流量,图片所在的目录upload占用了18.
- 每年网络上都会有一股热潮。Web2.0热潮过去了,留下了一大堆以论坛为主的站点。视频热潮又来了,先是56、tudou、youku、ku6和六
- 更新!一个没有采用最新的安全补丁进行更新的系统会很快称为攻击者的目标。已经完成配置安全系统所需的所有工作之后,要记住:CGI脚本将是最大的安
- 情人节来喽,动手做一张Silverlight贺卡送给她(他)吧。只须简单的几步,就可以在线完成贺卡定制。支持livespace/Flicke