这个宏定义的含义是什么？

Question

你如何读取此宏的第二行？在这个上下文中，(type *)0是什么意思？

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

- zer0stimulus

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请注意，这里使用了两个gcc扩展：({ })用于在表达式中评估具有局部变量的块，以及typeof用于声明与成员类型相同的变量。 - Jens Gustedt

Answer 1

你正在查找((type *)0)->member的类型。它实际上并没有解引用指针（那会是疯狂的，我告诉你，疯狂!）。

这是C语言的一种奇怪现象。也许如果他们写成typeof(type.member)会更有意义，但遗憾的是这是不允许的。

- Robert Martin

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这不是“C语言的怪异之处”，而是GCC的怪异之处。typeof是一个非标准扩展（例如GCC）。 - undur_gongor

很有趣，我从来不知道。虽然，我猜gcc是罪魁祸首也不意外。 - Robert Martin

我理解在这里使用0/NULL是有意义的，但为什么不使用typeof(((type *)123)->member)呢？ 0和任何值一样好吗？或者可能有更多的东西，比如强制类型转换除了0以外都是未定义的？ 我知道这对于offsetof是必须的，但它与typeof的用法不同。 - dashesy

Answer 2

一个更易读的版本：

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

简而言之，该宏定义了一个可用于if和其他语句中的“test”。((type *) 0)将空引用转换为相关类型，然后获取该类型的'member'子组件。typeof()宏将返回与成员子“对象”关联的类型。因此，它创建了一个常量__mptr变量，其类型与type.member子组件相同。例如，如果我们有：

typedef struct foo_s {
   int bogus;
   int bar;
} foo;

如果按照以下方式调用:

foo blah;  /* and initialize it of course */
int *myptr = &foo.bar;

foo *result = container_of(myptr, foo, bar);

然后宏的第一行将变成以下内容：

const int *__mptr = (myptr);

宏的第二行计算原始结构体的内存位置，并返回该结构体的内存指针，并适当地将其转换为该结构体，展开后如下所示：

(foo *)( (char *)__mptr - offsetof(foo, bar));

结果如下所示：

foo *result = container_of(myptr, foo, bar);

允许您获取结构体中的myptr元素，并从其中提取指向原始容器的指针。

现在，在上面的示例中，这并不实用，因为您已经可以访问包含的结构体。但是假设您没有访问权限，因为您正在使用的 API 没有传递它。这个宏是一个巧妙的方法，可以在通常不可用时获取父容器。

当然，更好的做法是构建一个更好的 API，不需要此 hack。但是如果必要，它非常有用。

- Wes Hardaker

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Wes，这个解释真的帮助我理解了正在发生的事情。谢谢！！ - lordhog

Answer 3

(type *)0 实际上就是 NULL。 第二行代码获取了您提供值的地址，并将其减去在结构体中的位置。这样就能得到结构体的地址。

- Daniel

Answer 4

这就像是 offsetof(type, member) 的定义一样。

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

(TYPE *)0 将 0 强制转换为指向类型 TYPE 的指针，而 ((TYPE *)0)->member 指向 TYPE 的成员。

- kyohiro

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编译器实现可以像这样定义 offsetof，但通常不会这样做，而是使用其他一些内部技巧。 - Jens Gustedt

Answer 5

实际上，第二行是多余的，只用于类型检查。

#define container_of(ptr, type, member) ({\ 
 (type *)( (char *)ptr - offsetof(type,member) );}) 

除了类型检查功能外，语义将保持不变。

请参考：Linux/list.h中container_of宏的原理

还可以参考一般解释：http://www.kroah.com/log/linux/container_of.html

- SHH