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[C++知识库]嵌入式Linux_驱动开发:offset宏和container_of宏

今天学习了两个Linux内核中两个宏定义,下面逐步分析宏的作用。

1.获取结构体元素的偏移量:offsetof宏

#define offsetof(TYPE,MEMBER) ( (int)& ((TYPE *)0)->MEMBER)
  • 第一步:0地址转为(TYPE *)0
    这是一个强制类型转换,把0地址强制类型转换成一个TYPE 指针,这个指针指向一个TYPE类型的结构体变量。 (实际上这个结构体变量可能不存在,但是只要我不去解引用这个指针就不会出错)。
    【前置类型转换,将0转换为一个地址,这个地址存放TYPE变量的地址(指向了TYPE指针)】;
  • 第二步:获取MEMBER元素
    ((TYPE *)0)->MEMBER (TYPE *)0是一个TYPE类型结构体变量的指针,通过指针来访问这个结构体变量的member元素。
  • 第三步:获取元素地址
    &((TYPE *)0)->MEMBER【运算符优先级:&(2) , ->(1),记住两个最高级运算符:[]和->】 等效于&(((TYPE *)0)->MEMBER),在获取MEMBER元素的地址;(注意:整个结构体首地址从0开始)在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2. 根据结构体元素获取结构体首地址:container_of宏

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

分解上面的宏定义

  • const typeof(((type *)0)->member) * _mptr = (ptr);
    **((type *)0)->member:把0地址强制转换为(type *)0类型指针,然后通过->访问member元素;
    根据typeof( ((type *)0)->member )来得到member的类型,本例中得到short类型;
    const typeof(((type *)0)->member) * _mptr = (ptr);用得到的member(short)类型定义一个指针变量,恰好和ptr是匹配的。
    相当于:short *p = &(s1.c);
  • (type *)((char *)_mptr - offsetof(type,member));
    首先,offsetof(type,member):得到member在结构体中的偏移地址。
    其次,(char *)_mptr; 如果用(int *)_mptr,地址不正确;猜测:(char *)不改变原来内存大小,也就是不会出现像内存对齐、丢失这样的情况;
    最后,member偏移地址 - member 偏移地址,得到结构体首地址;
    验证代码:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
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