对offsetof、 container_of宏和结构体的理解
1 offsetof 宏
#include<stdio.h>
#define offsetoff(type, member) ((int)&((type*)0)->member)
/*
((type*)0)->member 释义：声明一个相应类型的结构体指针，该指针指向0地址处。再通过该指针访问各元素。我们只要获取一个指针就能访问其内部的元素吗，可以这么搞？其实我是想联系全局和非全局变量，通过上面这个代码也许你不明白我要表达的意思。请继续慢慢看，直到本文后面，结合本文后面对单链表的一个疑点及分析，你就会体会更深了。暂时这里先不管这个，
指向0地址处的结构体指针访问各元素得到的地址值就是其偏移量了？ 看来这是一个公认的道理。
我不能解释为什么，但是我可以分析一下通过 '->"、 普通结构体指针访问其元素的性质，通过对比，
如果性质相同，那就认了这个道理，不必深究。
*/
typedef struct stu{
char a;
int b;
char c;
}*p1;
int main(void)
{
struct stu stu1;
stu1.b = 666;
p1 p = &stu1;
printf("&stu1 = %p.\n", &stu1);
printf("p = %p.\n", p);
printf("stu1.b = %d.\n", p->b);
printf("&(stu1.b) = %p.\n", &(p->b));
}
/*
aston@ubuntu:/mnt/hgfs/shared$ gcc a.c
aston@ubuntu:/mnt/hgfs/shared$ ./a.out
&stu1 = 0xbfc485b4.
p = 0xbfc485b4.
stu1.b = 666.
&(stu1.b) = 0xbfc485b8. //比上面多4个字节，合理。
打印出来的都是0xbfc485b + x，
如果直接先看这个例子，那我也很能理解各元素的地址打印出来将会是什么样，甚至都不会细想。想当然地认为：
指针 + 结构体嘛，考虑下对齐，就知道各元素地址了。但是为什么一看见offsetoff就有点迷糊了呢？
小结论：一个知识点只有在多种不同场景下被应用，才能加深印象。
回到主问题：我们通过实验发现，结构体指针不同时，编译器都会自动增加偏移量。
大结论： 我们通过“->”的方式访问结构体元素，其实是利用了编译器自动帮我们计算元素偏移量的特点。
只有理解了这点，才能更好地理解 offsetof 宏。
另外，这个例子我并没有产生“我们只要获取一个指针就能访问其内部的元素吗，可以这么搞”的疑惑，
因为在这个例子里，stu1.b = 666;和printf("stu1.b = %d.\n", p->b);这两句代码都在一个代码块{}中，
我p->b访问结构体元素，p 和 b 都在同一个代码块{},当然可以访问啊。
*/
再来看这个代码：
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>
typedef struct node{
unsigned int data;
struct node* pNext; //难道这个指针是全局的吗？
}Node;
Node* creat_node(unsigned int data)
{
Node *p = (Node*)malloc(sizeof(Node));
printf("sizeof(Node)-8- = %d.\n", sizeof(Node));
if(NULL ==p)
{
printf("malloc error");
return NULL;
}
bzero(p,sizeof(Node));
p->data = data;
p->pNext = NULL;
return p;
}
int main(void)
{
Node* pheader= NULL;
pheader = creat_node(666);
pheader->pNext = creat_node(777);
pheader->pNext->pNext = creat_node(888);
printf("node1: data:%d\n", pheader->data);
//creat_node的返回值只是p，但是却可以使用pNext这个指针（即访问p指向节点内的元素）。难道这个指针是全局的吗？data同样作为节点内的元素，data也是全局的？
printf("node1: data:%d\n", pheader->pNext->data);
printf("node1: data:%d\n", pheader-pNext-pNext->data);
}
我们写个测试代码
局部的结构体变量aaa。
#include <stdio.h>
typedef struct node{
int data;
}Node;
void func(void)
{
Node aaa;
aaa.data = 100;
}
int main(void)
{
printf("%d\n", aaa.data);
return 0;
}
编译报错error: ‘aaa’ undeclared (first use in this function)
测试结果：不是全局的。
结论：我们只要获取了结构体的指针，我们就可以访问结构体内的元素（member）.
再结合这点理解文首的((type*)0)->member。哪怕你member是局部变量，我也通过结构体指针，就能获取你。
再来证实一下：
typedef struct node{
int data;
}Node;
int func(void)
{
int addr = 0;
Node aaa;
addr = (int)&aaa;
aaa.data = 100;
return addr;
}
int main(void)
{
int a = func();
printf("%d\n", ((Node*)a)->data);
return 0;
}
2 container_of宏
#include <stdio.h>
struct mystruct
{
char a; // 0
int b; // 4
short c; // 8
};
// TYPE是结构体类型，MEMBER是结构体中一个元素的元素名
// 这个宏返回的是member元素相对于整个结构体变量的首地址的偏移量，类型是int
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((int) &((TYPE *)0)->MEMBER)
// ptr是指向结构体元素member的指针，type是结构体类型，member是结构体中一个元素的元素名
// 这个宏返回的就是指向整个结构体变量的指针，类型是(type *)
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof(((type *)0)->member) * __mptr = (ptr); \
(type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); })
//我的下面两句代码不行。为什么？??？？？？？？
//#define container_of(ptr, type, member) ((type*)((char*)ptr - offsetof(type, member));)
//#define container_of(ptr, type, member) ((type*)((int)ptr - offsetof(type, member));)
int main(void)
{
struct mystruct s1;
struct mystruct *pS = NULL;
short *p = &(s1.c); // p就是指向结构体中某个member的指针
printf(" &s1 ：%p.\n", &s1);
// 问题是要通过p来计算得到s1的指针
pS = container_of(p, struct mystruct, c);
printf("pS is ：%p.\n", pS);
return 0;
}
.
