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C语言宏函数container of()怎么使用

2023-06-22 03:12

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本篇内容主要讲解“C语言宏函数container of()怎么使用”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“C语言宏函数container of()怎么使用”吧!

在linux 内核编程中,会经常见到一个宏函数container_of(ptr,type,member), 但是当你通过追踪源码时,像我们这样的一般人就会绝望了(这一堆都是什么呀? 函数还可以这样定义??? 怎么还有0呢???  哎,算了,还是放弃吧。。。)。 这就是内核大佬们厉害的地方,随便两行代码就让我们怀疑人生,凡是都需要一个过程,慢慢来吧。

C语言宏函数container of()怎么使用

其实,原理很简单:  已知结构体type的成员member的地址ptr,求解结构体type的起始地址。

type的起始地址 = ptr - size (这里需要都转换为char *,因为它为单位字节)。

到此,该函数已经讲完,是不是很简单??? 其实也不是,这里并没有提到size如何计算,而令我们头晕的正是这里。

好吧,先上container of函数原型:

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

其次为 offserof 函数原型:

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

怎么样,是不是很炫?  好吧,下面开始揭开面纱:

(一)0 指针的使用    (自己给的名字,不知有木问题)

让事实说话:

#include<stdio.h> struct test{char i ;int j;char k;}; int main(){struct test temp;printf("&temp = %p\n",&temp);   printf("&temp.k = %p\n",&temp.k);printf("&((struct test *)0)->k = %d\n",((int)&((struct test *)0)->k)); }

编译运行,可以得到如下结果:

&temp = 0xbf9815b4&temp.k = 0xbf9815bc&((struct test *)0)->k = 8

什么意思看到了吧,自定义的结构体有三个变量:i,j,k。 因为有字节对齐要求,所以该结构体大小为4bytes * 3 =12 bytes.   而&((struct test *)0)->k 的作用就是求 k到结构体temp起始地址的字节数大小(就是我们的size)。在这里0被强制转化为struct test *型, 它的作用就是作为指向该结构体起始地址的指针,就是作为指向该结构体起始地址的指针,就是作为指向该结构体起始地址的指针, 而&((struct test *)0)->k  的作用便是求k到该起始指针的字节数。。。其实是求相对地址,起始地址为0,则&k的值便是size大小(注:打印时因为需要整型,所以有个int强转)所以我们便可以求我们需要的 size 了  。 好吧,一不小心把 offsetof() 函数的功能给讲完了:::

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

这次再看就顺眼了吧(底层为什么是这样我还是不懂。。。只知道这样确实可以) ,  所以offsetof()的作用就是求我们梦寐以求的size, 并以size_t形式返回(size_t: 无符号整型)。

(二)内核编程的严谨性

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

这里我们只看第二行:

const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);

它的作用是什么呢? 其实没什么作用(勿喷勿喷,让我把话说完),但就形式而言 _mptr = ptr,  那为什么要要定义一个一样的变量呢??? 其实这正是内核人员的牛逼之处:如果开发者使用时输入的参数有问题:ptr与member类型不匹配,编译时便会有warnning, 但是如果去掉改行,那个就没有了,而这个警告恰恰是必须的(防止出错有不知道错误在哪里)。。。这严谨性可以吧

typeof( ((type *)0)->member )

它的作用是获取member的类型仅此而已。

到此,相信大家对“C语言宏函数container of()怎么使用”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是编程网网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!

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