宏CONTAINING_RECORD学习

以你之姓@ 2022-08-06 13:12 93阅读 0赞

宏CONTAINING\_RECORD的用处其实还是相当大的, 而且很是方便, 它的主要作用是:  
　　　　根据结构体中的某成员的地址来推算出该结构体整体的地址!  
　　下面从一个简单的例子开始说起:  
　　我们定义一个结构体, 同时类型化:

typedef struct{
        int a;
        int b;
        int c;
    }ss;

这是一个很简单的结构体, 没什么特殊的, 稍微分析下该结构体(假设在32位平台上):  
　　　　结构体的大小(字节):4+4+4=12字节  
　　　　成员a的偏移:0  
　　　　成员b的偏移:4  
　　　　成员c的偏移:8  
　　我们用ss来定义一个变量:  
　　　　ss s = \{1,2,3\};  
　　那么此时a,b,c的值分别为:a=1,b=2,c=3.  
其实编译器在生成代码的时候其实是这样给成员变量赋值的:  
　　假定s的地址为:0x12000000, 则:  
　　　　\*(int\*)((char\*)&s + 0) = 1;  
　　　　\*(int\*)((char\*)&s + 4) = 2;  
　　　　\*(int\*)((char\*)&s + 8) = 3;  
　　也就是说是在&s的地址基础上加上变量的偏移来确定成员的指针并赋值的, 所以:  
　　　　&s->a 将得到 0x12000000 + 0 = 0x12000000  
　　　　&s->b 将得到 0x12000000 + 4 = 0x12000004  
　　　　&s->c 将得到 0x12000000 + 8 = 0x12000008  
　　所以:　　　　结构体的地址 + 成员变量的偏移 = 成员变量的地址  
　　移一下项:　　成员变量的地址 - 成员变量的偏移 = 结构体的地址  
　　哇哇, 这就是我们想要的地址, 不就是做了个减法嘛~~~囧  
  
　　首先, 成员变量的地址是我们知道的.  
　　其次, 我们需要得到成员变量的偏移(假定为成员b的偏移).  
　　　　怎么办呢? 我们可以这样:  
　　　　　　&s->b - (unsigned long)&s, 这样就可以得到成员b的偏移了, 但是, 但是, &s 是我们需要的, 显然暂时是个未知数, 既然这样...  
　　　　那, 我们再做一次减法吧(非正确的C语言表达式, 不过结果没问题, 这里只是显得清楚点):  
　　　　　　&(s-s)->b - (unsinged long)&(s-s),  
　　　　其中, 为保证类型一致, 需要:  
　　　　　　s-s = (ss\*)0  
　　　　　　(unsigned long)&(s-s) = (unsigned long)(ss\*)0 = 0, 直接省略该部分就可以了  
　　　　那么, 化简得到: &((ss\*)0)->b - (unsigned long)0  
　　　　最简结果: &((ss\*)0)->b, 这就是b的偏移  
　　哈哈, 很简单吧, 0指针的妙用, 总共做了两次减法而已~ 对你们数学帝来说肯定不是问题啦~  
　　其中, 我们需要知道ss结构体的原型, ss结构体中的某个成员变量b(其实无论哪个都一样, 只是要和前面提供指针的那个变量要一致)  
  
　　总结下, 我们需要提供:结构体中某个成员变量的地址, 该结构体的原型, 该结构体中的某个成员变量(与前面要是同一个变量)  
  
　　最终的CONTAINING\_RECORD的定义为:

#define CONTAINING_RECORD(addr,type,field) ((type*)((unsigned char*)addr - (unsigned long)&((type*)0)->field))
    　　addr:  结构体中某个成员变量的地址
    　　type:  结构体的原型
    　　field: 结构体的某个成员(与前面相同)

好了, 所有的结论都出来了, 这是一个万能公式, 不管成员变量是哪一个结果都正确, 这是相对于知道第一个变量的地址而言的:  
　　　　如果知道的是第一个成员的地址(pa = &s->a)的话, 这是最简单的情况了:  
　　　　直接强制类型转换就可以了: (ss\*)pa 即可, 此时 &((type\*)0)->field 这部分恰好为0  
　　　　所以结果直接就是((type\*)addr)了, 最简单的情况. 也是我们最容易想到的一种情况, 比如把链表元素放在结构体的最开始 ~~~  
　　  
　　到这里这个CONTAINING\_RECORD宏就已经说完了~　　  
　　现在, 我们在使用LIST\_ENTRY等双向链表时, 不管把该链表放在结构体的哪个地方, 都可以在遍历链表时通过CONTAINING\_RECORD宏来准确得到整个结构体的地址了~  
记得移除链表中的某个元素的时候, 要free整个结构体的地址才行哦, WDK提供的操作函数只是把该链表元素脱离整个链表~~~  
  
btw:  
　　把addr转换为 unsigned char\*的原因是在指针计算时的计算单位为1, 也就是说 (unsigned char\*)addr+1 = addr+1, 不转换的话肯定是错误的  
　　把&((type\*)0)->field转换为(unsigned long)4个字节宽的同时是要保证表达式不是由两个指针的算术操作构成的, 因为C语言标准未定义那样的运算