C語言宏函數container?of()怎么使用

蝸牛 互聯網技術資訊 2021-12-20 142 0

本篇內容主要講解“C語言宏函數container?of()怎么使用”,感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷,實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“C語言宏函數container?of()怎么使用”吧!

在linux 內核編程中,會經常見到一個宏函數container_of(ptr,type,member), 但是當你通過追蹤源碼時,像我們這樣的一般人就會絕望了(這一堆都是什么呀? 函數還可以這樣定義??? 怎么還有0呢??? ?哎,算了,還是放棄吧。。。)。 這就是內核大佬們厲害的地方,隨便兩行代碼就讓我們懷疑人生,凡是都需要一個過程,慢慢來吧。

C語言宏函數container?of()怎么使用  c語言 第1張

其實,原理很簡單: ?已知結構體type的成員member的地址ptr,求解結構體type的起始地址。

type的起始地址 = ptr - size (這里需要都轉換為char *,因為它為單位字節)。

到此,該函數已經講完,是不是很簡單??? 其實也不是,這里并沒有提到size如何計算,而令我們頭暈的正是這里。

好吧,先上container of函數原型:

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

其次為 offserof 函數原型:

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

怎么樣,是不是很炫? ?好吧,下面開始揭開面紗:

(一)0 指針的使用 ? ?(自己給的名字,不知有木問題)

讓事實說話:

#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));
?
}

編譯運行,可以得到如下結果:

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

什么意思看到了吧,自定義的結構體有三個變量:i,j,k。 因為有字節對齊要求,所以該結構體大小為4bytes * 3 =12 bytes. ? 而&((struct test *)0)->k 的作用就是求 k到結構體temp起始地址的字節數大?。ň褪俏覀兊膕ize)。在這里0被強制轉化為struct test *型, 它的作用就是作為指向該結構體起始地址的指針,就是作為指向該結構體起始地址的指針,就是作為指向該結構體起始地址的指針, 而&((struct test *)0)->k ?的作用便是求k到該起始指針的字節數。。。其實是求相對地址,起始地址為0,則&k的值便是size大小(注:打印時因為需要整型,所以有個int強轉)所以我們便可以求我們需要的 size 了 ?。 好吧,一不小心把 offsetof() 函數的功能給講完了:::

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

這次再看就順眼了吧(底層為什么是這樣我還是不懂。。。只知道這樣確實可以) , ?所以offsetof()的作用就是求我們夢寐以求的size, 并以size_t形式返回(size_t: 無符號整型)。

(二)內核編程的嚴謹性

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

這里我們只看第二行:

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

它的作用是什么呢? 其實沒什么作用(勿噴勿噴,讓我把話說完),但就形式而言 _mptr = ptr, ?那為什么要要定義一個一樣的變量呢??? 其實這正是內核人員的牛逼之處:如果開發者使用時輸入的參數有問題:ptr與member類型不匹配,編譯時便會有warnning, 但是如果去掉改行,那個就沒有了,而這個警告恰恰是必須的(防止出錯有不知道錯誤在哪里)。。。這嚴謹性可以吧

typeof(?((type?*)0)->member?)

它的作用是獲取member的類型僅此而已。

到此,相信大家對“C語言宏函數container?of()怎么使用”有了更深的了解,不妨來實際操作一番吧!這里是蝸牛博客網站,更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢,關注我們,繼續學習!

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