音效素材网提供各类素材,打造精品素材网站!

站内导航 站长工具 投稿中心 手机访问

音效素材

Linux内核宏Container_Of的详细解释
日期:2021-09-13 11:56:55   来源:脚本之家

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 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;  
} 

到此这篇关于Linux内核中Container_Of宏的详细解释的文章就介绍到这了,更多相关Linux内核中Container_Of宏内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持!

    您感兴趣的教程

    在docker中安装mysql详解

    本篇文章主要介绍了在docker中安装mysql详解,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编...

    详解 安装 docker mysql

    win10中文输入法仅在桌面显示怎么办?

    win10中文输入法仅在桌面显示怎么办?

    win10系统使用搜狗,QQ输入法只有在显示桌面的时候才出来,在使用其他程序输入框里面却只能输入字母数字,win10中...

    win10 中文输入法

    一分钟掌握linux系统目录结构

    这篇文章主要介绍了linux系统目录结构,通过结构图和多张表格了解linux系统目录结构,感兴趣的小伙伴们可以参考一...

    结构 目录 系统 linux

    PHP程序员玩转Linux系列 Linux和Windows安装

    这篇文章主要为大家详细介绍了PHP程序员玩转Linux系列文章,Linux和Windows安装nginx教程,具有一定的参考价值,感兴趣...

    玩转 程序员 安装 系列 PHP

    win10怎么安装杜比音效Doby V4.1 win10安装杜

    第四代杜比®家庭影院®技术包含了一整套协同工作的技术,让PC 发出清晰的环绕声同时第四代杜比家庭影院技术...

    win10杜比音效

    纯CSS实现iOS风格打开关闭选择框功能

    这篇文章主要介绍了纯CSS实现iOS风格打开关闭选择框,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作...

    css ios c

    Win7如何给C盘扩容 Win7系统电脑C盘扩容的办法

    Win7如何给C盘扩容 Win7系统电脑C盘扩容的

    Win7给电脑C盘扩容的办法大家知道吗?当系统分区C盘空间不足时,就需要给它扩容了,如果不管,C盘没有足够的空间...

    Win7 C盘 扩容

    百度推广竞品词的投放策略

    SEM是基于关键词搜索的营销活动。作为推广人员,我们所做的工作,就是打理成千上万的关键词,关注它们的质量度...

    百度推广 竞品词

    Visual Studio Code(vscode) git的使用教程

    这篇文章主要介绍了详解Visual Studio Code(vscode) git的使用,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。...

    教程 Studio Visual Code git

    七牛云储存创始人分享七牛的创立故事与

    这篇文章主要介绍了七牛云储存创始人分享七牛的创立故事与对Go语言的应用,七牛选用Go语言这门新兴的编程语言进行...

    七牛 Go语言

    Win10预览版Mobile 10547即将发布 9月19日上午

    微软副总裁Gabriel Aul的Twitter透露了 Win10 Mobile预览版10536即将发布,他表示该版本已进入内部慢速版阶段,发布时间目...

    Win10 预览版

    HTML标签meta总结,HTML5 head meta 属性整理

    移动前端开发中添加一些webkit专属的HTML5头部标签,帮助浏览器更好解析HTML代码,更好地将移动web前端页面表现出来...

    移动端html5模拟长按事件的实现方法

    这篇文章主要介绍了移动端html5模拟长按事件的实现方法的相关资料,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家...

    移动端 html5 长按

    HTML常用meta大全(推荐)

    这篇文章主要介绍了HTML常用meta大全(推荐),文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参...

    cdr怎么把图片转换成位图? cdr图片转换为位图的教程

    cdr怎么把图片转换成位图? cdr图片转换为

    cdr怎么把图片转换成位图?cdr中插入的图片想要转换成位图,该怎么转换呢?下面我们就来看看cdr图片转换为位图的...

    cdr 图片 位图

    win10系统怎么录屏?win10系统自带录屏详细教程

    win10系统怎么录屏?win10系统自带录屏详细

    当我们是使用win10系统的时候,想要录制电脑上的画面,这时候有人会想到下个第三方软件,其实可以用电脑上的自带...

    win10 系统自带录屏 详细教程

    + 更多教程 +
    WIN服务器linux服务器FTP服务器DNS服务器其他