关于宏：container_of和 offsetof以及list_for_each_entry

Posted 2020-11-04 唯一诺

1.offsetof(TYPE, MEMBER)

 

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

 

offsetof是一个自定义的宏，其返回值是一个member成员在一个type类型的结构体中相对于结构体首地址的字节偏移量；

分析其工作原理：
1.(TYPE *)0将0地址强制转换成TYPE *类型指针---------且可以认为，这个类型的结构体的首地址是0x0;
2.(TYPE *)0->MEMBER以指针形式访问成员MEMBER;
3.&((TYPE *)0->MEMBER)取成员MEMBER的地址；
因为是从0地址开始的，所以取得成员变量MEMBER的地址等于=相对与结构体首地址的偏移地址；
4.((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)，然后将强制类型转换成int型，作为offsetof的返回值；

2.container_of

 

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

作用：根据一个结构体变量中的一个域成员变量的指针（也就是地址）来获取指向整个结构体变量的指针（地址）的功能
分析：
1).const typeof( ((type *)0)->member ) * __mptr = (ptr)
　　typeof( ((type *)0)->member )这里获得member成员的类型；
　　typeof()就是由变量名得到变量数据类型的;
2).const typeof( ((type *)0)->member ) * __mptr = (ptr)

　　定义一个const typeof() * __mptr类型的指针，并初始化为ptr;这里的ptr是一个指向type类型结构体成员变量member的指针，也就是member在结构体中的地址；
3).(char *)__mptr

　　这里将__mptr指针强制类型转换成char *类型：
　　原因是： 如果_mptr为int *类型， _mptr - offset 相当于减去 sizeof（int）＊offset个字节；
4).offsetof(type,member)

　　就是一个得到member相当于结构体首地址的偏移量，以字节单位；
5).(char *)__mptr - offsetof(type,member)
　　得到_mptr所在结构体的首地址；
6).(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member))
　　将得到的结构体首地址强制类型转换成type *类型；

3.list_for_each_entry

#define list_for_each_entry(pos, head, member)                    for (pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member);             prefetch(pos->member.next), &pos->member != (head);              pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))

在这里，list_for_each_entry就是一个for循环：

for ( pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member); prefetch(pos->member.next), &pos->member != (head); pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member))

1) pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member)

　　其中：

　　#define list_entry(ptr, type, member) container_of(ptr, type, member)　　

　　因此：

　　pos = list_entry((head)->next, typeof(*pos), member)
　　等价于：
　　pos = container_of((head)->next, typeof(*pos), member)

　　所以：pos被初始化为一个指向 结构体成员变量member所在的结构体(结构体类型为typeof(*pos))  的指针；

　　由于container_of的第一个参数是head->next，所以被初始化的pos是指向头结点的下一个节点；

　2)  prefetch(pos->member.next), &pos->member != (head)

　　判断是否又到达头结点，表明遍历结束

　3)  pos = list_entry(pos->member.next, typeof(*pos), member)

　　 是pos指向下一个链表节点；