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Linux内核中的offsetof

607人浏览   2024-05-26 22:11:02


在Linux内核中，offsetof是一个用于计算结构体中成员偏移量的宏定义，其定义如下：

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

该宏定义中的参数包括结构体类型和结构体中的成员。宏定义中的关键点是利用了一个指针(TYPE *)0，得到它地址上成员MEMBER的地址，再求出两者之间的偏移量，利用C语言中两个指针相减的结果就是它们之间的距离，即偏移量。

整个宏定义的过程中，会进行一次取地址和强制类型转换，最终得到的是被强制转换的类型和成员相对于结构体首地址的偏移量。这就为以后在使用结构体成员时提供了便利，可以直接使用结构体首地址加上成员的偏移量来访问结构体中的成员。

offsetof的实现方法可以灵活地计算出结构体中各成员的偏移，方便进行结构体内存存储操作。在内核编程中，这个宏经常被用来实现对结构体成员的访问。

在内核中，结构体包含许多字段和成员，这些成员有时候需要被访问和操作。对于结构体的访问，我们通常是通过指针来实现的，需要使用偏移量来访问不同的成员。这时候，offsetof就可以起到很大的作用。

例如，我们有一个叫做struct person的结构体：

struct person {

char name[20];

int age;

char gender;

} ;

其中，name、age和gender分别表示人物的姓名、年龄和性别。想要获取age的偏移量，可以这样写：

size_t age_offset = offsetof(struct person, age);

这个宏的定义在stddef.h中，它的作用是返回给定类型(type)中成员(member)的偏移量(offset)。从上面的例子中可以看出，使用宏offsetof获得的是在整个结构体中的相对位置，单位是sizeof(struct person)。

在内核中，offsetof非常常用，因为内核开发中经常涉及到对结构体的成员的操作和访问。对于内核开发者来说，这个宏是很实用的工具，而且其使用方法也很简单。在访问内核中的结构体时，需要通过指针指向内存中的结构体。由于每个成员都有一个地址，我们可以用offsetof来获取每个成员的偏移量，然后通过指针加上这个偏移量来访问成员。

在一些内核编程实践中，有些时候我们并不知道结构体成员的偏移量，此时可以利用这个宏来获取偏移量，并进行访问结构体成员的操作。具体来说，需要将结构体的指针强制类型转换为unsigned char*，然后加上该偏移量就可以得到结构体中的目标成员了。

总之，offsetof是一个非常有用的宏，它可以方便地获取结构体中的各个成员的偏移量，从而为内核编程者提供了便利。在内核编程中，使用这个宏是非常普遍的，因此需要我们熟练掌握其使用方法。

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