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list_entry()宏

2011-11-14 20:53 197 查看

list_entry（）宏

#define list_entry(ptr, type, member) \

((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))

ptr是指向list_head类型链表的指针，type为一个结构，而member为结构type中的一个域，类型为list_head，这个宏返回指向type结构的指针。在内核代码中大量引用了这个宏，因此，搞清楚这个宏的含义和用法非常重要。

设有如下结构体定义：

typedef struct xxx

{

……（结构体中其他域，令其总大小为size1）

type1 member;

……（结构体中其他域）

}type;

定义变量：

type a;

type * b;

type1 * ptr;

执行：

ptr=&(a.member);

b=list_entry(ptr,type,member);

则可使b指向a，得到了a的地址。

如何做到的呢？

先看&((type *)0)->member：

把“0”强制转化为指针类型，则该指针一定指向“0”（数据段基址）。因为指针是“type *”型的，所以可取到以“0”为基地址的一个type型变量member域的地址。那么这个地址也就等于member域到结构体基地址的偏移字节数。

再来看 ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))：

(char *)(ptr)使得指针的加减操作步长为一字节，(unsigned long)(&((type *)0)->member)等于ptr指向的member到该member所在结构体基地址的偏移字节数。二者一减便得出该结构体的地址。转换为 (type *)型的指针，大功告成。

西邮陈莉君老师【http://www.lupaworld.com/26540/viewspace-119901.html】

list_entry（）宏：
--------------------------------------------------------------------------------------------------
/**
* list_entry - get the struct for this entry
* @ptr: the &struct list_head pointer.
* @type: the type of the struct this is embedded in.
* @member: the name of the list_struct within the struct.
*/
#define list_entry(ptr, type, member) \
((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
--------------------------------------------------------------------------------------------------
指针ptr指向结构体type中的成员member；通过指针ptr，返回结构体type的起始地址，如图2。

type
|----------|
| |
| |
|----------|
ptr--> | member --|
|----------|
| |
| |
|----------|
图2 list_entry（）宏的示意图
为了便于理解，在此给予进一步说明。
例如my_list结构：
struct my_list{
void *mydata;
struct list_head list;
}; struct list_head *pos;
则list_entry(pos, mylist, list)宏，就可以根据pos的值，获取mylist的地址，也就是指向mylist的指针，这样，我们就可以存取mylist->mydata字段了。
可为什么能够达到这样的效果？
list_entry(pos, mylist, list) 展开以后为：
((struct my_list *)((char *)(pos) - (unsigned long)(&((struct my_list *)0)->list)))
这看起来会使大多数人眩晕，但仔细分析一下，实际很简单。
((size_t) &(type *)0)->member)把0地址转化为type结构的指针，然后获取该结构中member成员的指针，并将其强制转换为size_t类型。于是，由于结构从0地址开始定义，因此，这样求出member的成员地址，实际上就是它在结构中的偏移量。为了更好的理解这些，我们可以写一段程序来验证:
---------------------------------------------------------------------------------------
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct foobar{
unsigned int foo;
char bar;
char boo;
};
int main(int argc, char** argv){
struct foobar tmp;
printf("address of &tmp is= %p\n\n", &tmp);
printf("address of tmp->foo= %p \t offset of tmp->foo= %lu\n", &tmp.foo, (unsigned long) &((struct foobar *)0)->foo);
printf("address of tmp->bar= %p \t offset of tmp->bar= %lu\n", &tmp.bar, (unsigned long) &((struct foobar *)0)->bar);
printf("address of tmp->boo= %p \t offset of tmp->boo= %lu\n\n", &tmp.boo, (unsigned long) &((struct foobar *)0)->boo);
printf("computed address of &tmp using:\n");
printf("\taddress and offset of tmp->foo= %p\n",
(struct foobar *) (((char *) &tmp.foo) - ((unsigned long) &((struct foobar *)0)->foo)));
printf("\taddress and offset of tmp->bar= %p\n",
(struct foobar *) (((char *) &tmp.bar) - ((unsigned long) &((struct foobar *)0)->bar)));
printf("\taddress and offset of tmp->boo= %p\n",
(struct foobar *) (((char *) &tmp.boo) - ((unsigned long) &((struct foobar *)0)->boo)));
return 0;
}
Output from this code is:
address of &tmp is= 0xbfffed00
address of tmp->foo= 0xbfffed00 offset of tmp->foo= 0
address of tmp->bar= 0xbfffed04 offset of tmp->bar= 4
address of tmp->boo= 0xbfffed05 offset of tmp->boo= 5
computed address of &tmp using:
address and offset of tmp->foo= 0xbfffed00
address and offset of tmp->bar= 0xbfffed00
address and offset of tmp->boo= 0xbfffed00
----------------------------------------------------------------------------------------
到此，我们对链表的实现机制有所了解，但在此止步的话，我们依然无法领略这风景背后的韵味。
尽管list.h是内核代码中的头文件，但我们可以把它移植到用户空间使用。且看下一讲，链表接口之应用。
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