Linux 内核中container_of宏中的指针转换问题

狼之鹏

在Linux中有一段宏：

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

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而上面宏中的offsetof宏的定义如下：

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

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上面的代码我有以下几个疑问：
1.offseof 中的

1. size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER

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为什么要强制转换成 size_t 类型的？
2.既然offseof的返回类型是size_t类型的，那(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) 中为什么又要把__mptr的类型转换成 char *  呢？

allen303allen

size_t在X86-64下就是unsigned long类型，一个偏移量强制转换成这个类型应该容易理解。

而__mptr指针是传进来的member类型的，我们要对他的值做算术操作就需要转换成char *类型，为了确保对该地址做加减操作的步长为1，即地址减1就是减1，而不是减去该指针对应结构体的大小。最后再转换为type类型的指针。

Godbach

回复 1# 狼之鹏
这个宏最终是取地址的啊，指针是可以进行加减的

amarant

size_t 在不同架构的计算机不一样的，这里是用做一个计数的变量，所以用size_t
char* 是为了确保内存加的数值等于指针上加的数值，就是说指针加1就是内存地址加1.

举个例子：
char *p = 0x8000;
p++;  <=== p: 0x8001

int *p = 0x8000;
p++; <==== p: 0x8004

Godbach

回复 4# amarant
这个例子举得多少有点欠妥啊

amarant

回复 5# Godbach

呵呵，例子是为了说明C语言里指针加减操作的实质，估计LZ就是没有搞明白这点才不知道为什么要转换成char *类型后进行操作

狼之鹏

谢谢各位，我明白了。
但是我还有一个疑问：
在offsetof宏中的是一个 char* 类型的减去一个size_t类型的，在这个过程中是否会发现强制类型转换，因为它们的类型不一样啊。如果不会，为什么？

狼之鹏

回复 6# amarant


   谢谢各位，我明白了。
但是我还有一个疑问：
在offsetof宏中的是一个 char* 类型的减去一个size_t类型的，在这个过程中是否会发现强制类型转换，因为它们的类型不一样啊。如果不会，为什么？

amarant

回复 8# 狼之鹏


    不会，你可以自己动手写写看看

allen303allen

回复  amarant


   谢谢各位，我明白了。
但是我还有一个疑问：
在offsetof宏中的是一个 char* 类型 ...
狼之鹏 发表于 2011-08-31 22:26

char *类型的指针做算术运算，实际上就是对该指针的值做运算，指针的值就是一个地址值，在32位系统下就是int类型，而后面的size_t在32位下就是unsigned int类型，他们在做算术运算的时候是会发生类型转换的，但那是编译器默认进行的，不会对结果和精度造成影响。

具体的转换方式和规则可以参考ANCI C标准手册的6.2.1.1节算术转换和6.2.1.5节寻常算术转换，大概的意思就是“当执行算术运算的时候，操作数类型如果不同（如上面的Int和unsigned int），就会发生转换。数据类型一般是向着浮点精度更高、长度更长的方向转换，整型数如果转换为signed不会丢失信息，就转换为signed类型，否则转换为unsigned。”
实际的手册上说明了更多内容。