C语言宏函数container of()简介

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。

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。至此基本结束

（三） 总结

container_of（ptr, type,member）函数的实现包括两部分：

  • 1.判断ptr 与 member 是否为同意类型
  • 2.计算size大小，结构体的起始地址 = (type *)((char *)ptr - size)   (注：强转为该结构体指针)

现在我们知道container_of()的作用就是通过一个结构变量中一个成员的地址找到这个结构体变量的首地址。

container_of(ptr,type,member),这里面有ptr,type,member分别代表指针、类型、成员。

到此这篇关于C语言宏函数container of()简介的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。

赞 (0)

相关推荐

  • linux内核编程container of()函数介绍

    linux内核编程container of()函数介绍

    前言 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. 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 - s

  • C语言container of()函数案例详解

    C语言container of()函数案例详解

          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.         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.        

  • Linux内核宏container_of的深度剖析

    Linux内核宏container_of的深度剖析

    1.前面说的 我在好几年前读linux 驱动代码的时候看到这个宏,百度了好久,知道怎么用了,但是对实现过程和原理还是一知半解. container_of宏 在linux内核代码里面使用次数非常非常多,对于喜欢linux编程的同学来说,了解其实现方法,对以后看内核代码,写内核驱动的帮助都非常大,当然,我不是说了解这个就可以为所欲为了,内核博大精深,先宏观再微观去学习,不积跬步何以致千里,不要想着一口就能吃成一个胖子,我这篇文章主要剖析一下这个函数的实现原理,希望对大家学习过程中有所帮助. andr

  • Linux内核宏Container_Of的详细解释

    Linux内核宏Container_Of的详细解释

    目录 1. 结构体在内存中是如何存储的 2. container_of宏 3. typeof 4. (((type *)0)->member) 5. const typeof(((type * )0) ->member)*__mptr = (ptr); 6. offsetof(type, member)) 7. (type * )((char * )__mptr - offsetof(type, member)) 8. 举例 1. 结构体在内存中是如何存储的 int main() { Stud

  • 详解Linux内核中的container_of函数

    详解Linux内核中的container_of函数

    前言 在linux 内核中,container_of 函数使用非常广,例如 linux内核链表 list_head.工作队列work_struct中. 在linux内核中大名鼎鼎的宏container_of() ,其实它的语法很简单,只是一些指针的灵活应用,它分两步: 第一步,首先定义一个临时的数据类型(通过typeof( ((type *)0)->member )获得)与ptr相同的指针变量__mptr,然后用它来保存ptr的值. 第二步,用(char *)__mptr减去member在结构体

  • C语言宏函数container of()简介

    C语言宏函数container of()简介

    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. 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

  • R语言boxplot函数深入讲解

    R语言boxplot函数深入讲解

    箱线图简介 箱线图又称箱形图或盒须图,该图是由5个特征值绘制而成的图形. 5个特征值是变量的最大值.最小值.中位数.第1四分位数和第3四分位数. 连接两个分位数画出一个箱子,箱子用中位数分割,把两个极值点与箱子用线条连接,即成箱线图. R中绘制箱线图的函数boxplot (1)基本用法 boxplot(x, ...) (2)公式形式的用法 boxplot(formula, data = NULL, ..., subset, na.action = NULL, drop = FALSE, sep

  • C语言 module_init函数与initcall案例详解

    C语言 module_init函数与initcall案例详解

    module_init这个函数对做驱动的人来说肯定很熟悉,这篇文章用来跟一下这个函数的实现. 在include/linux/init.h里面有module_init的定义,自然,因为一个module可以在内核启动时自动加载进内核,也可以由我们手动在需要时加载进内核,基于这种场景,内核使用了MODULE这个宏,见代码: #ifndef MODULE #ifndef __ASSEMBLY__ ... #define __define_initcall(level,fn,id) \ static in

  • C语言当函数执行成功时return1还是0

    目录 1.C语言函数的返回值 2."行业潜规则" 3.函数成功只有一种可能,函数失败却有多种可能 4.C语言程序员中还有一种"行业潜规则" 5.最后 今天分享的内容是关于函数执行成功,返回0还是1的讨论~ 基本上,没有人会将大段的C语言代码全部塞入 main() 函数,更好的做法是按照复用率高,耦合性低的原则,尽可能的将代码拆分不同的功能模块,并封装成函数.C语言代码的组合千变万化,因此函数的功能可能会比较复杂,不同的输入,常常产生不同的输出结果. 不同的输入,常常

  • C语言 sprintf 函数详情

    目录 一.sprintf 函数简介 二.sprintf 函数使用 三.sprintf/fprintf/printf 函数区别 一.sprintf 函数简介 sprintf 函数用于将格式化的数据写入字符串,其原型为: #include <stdio.h> /* *描述:将格式化的数据写入字符串 * *参数: * [out] str: 输出缓冲区,得到格式化之后的字符串; * [in] format: 格式化字符串,与 printf 函数一样; * *返回值:如果成功,则返回写入的字符总数,不包

  • C语言 sizeof 函数详情

    目录 一.sizeof 函数简介 二.sizeof 函数实战 一.sizeof 函数简介 在 C 语言中,char 字符串也是一种非常重要的数据类型,我们除了使用 sizeof 函数获取字符串长度之外,使用 sizeof 函数同样也可以完成字符串长度的获取: 字符串:一般用一对双引号" "括起的一串字符来表示字符串常量,字符串默认以转义字符'\0'结尾,字符串常量是不可被修改的: sizeof 函数会扫描整个字符串,直到碰到第一个字符串结束符 '\0'为止,然后返回计数器值(长度包含'

  • C语言断言函数assert()的学习笔记

    C语言断言函数assert()的学习笔记

      在C语言库函数中提供了一个辅助调试程序的小型库,它是由assert()宏组成,接收一个整形表达式作为参数.如果表达式的值为假(非零),则assert()宏就在标准错误流(stderr)中写入一条错误信息,并调用abort()函数终止程序.   下面通过一个简单的例子来看一下assert()的用法. int main() { int n = 1; assert(n>=0); printf("%d \r\n",n); system("pause"); retu

  • C语言system函数使用方法详解

    C语言system函数使用方法详解

    目录 函数接口 作用 返回值 测试代码 参数 MODE命令 color命令 函数接口 _DCRTIMP int __cdecl system( _In_opt_z_ char const* _Command ); system函数已经被收录在标准c库中,头文件为<stdlib.h> 作用 执行系统命令调用命令处理器来执行命令. 如果命令是空指针,则该函数只检查是否有命令处理器可以被此函数使用. 命令非空则调用命令的效果取决于系统和库的实现,并可能导致程序以非标准的方式运行或终止. 补充: 执行

  • C语言宏定义#define的使用

    C语言宏定义#define的使用

    目录 无参宏定义 定义形式 带参宏定义 定义形式 #和##运算 #运算 用法: ##运算 用法: 变参宏 #ifndef 条件编译 宏定义是高级语言编译器提供的常用语法,其目的是利用某一标识符标识某个文本字符串.在编写程序时,如果程序中反复地使用某个数据或某段程序片段,就可以考虑将这个数据或程序片段定义为宏,然后每个出现该数据或程序片段的地方用宏名替代,选择宏定义来做的好处是程序简洁,可读性好,而且当需要修改这些相同的程序片段时,只要修改宏定义中的字符串即可,不需要修改多处. 宏定义命令:def

  • C语言中函数栈帧的创建和销毁的深层分析

    C语言中函数栈帧的创建和销毁的深层分析

    目录 一.本文目标 二.基础知识 1.寄存器 2.代码案例 3.总体栈帧概况 4.所需反汇编代码总览 三.函数栈帧创建销毁过程 1._tmainCRTStartup函数(调用main函数)栈帧的创建 2.main函数栈帧的创建 3.main函数内执行有效代码(变量) 4.Add函数栈帧的创建 5.Add函数内执行有效代码 6.Add函数栈帧的销毁 7.main函数栈帧的销毁 四.总结 一.本文目标 1.局部变量是怎么创建的? 2.为什么局部变量的值是随机值? 3.函数是怎么传参的?传参的顺序是怎

随机推荐