Question

具有此功能：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>

typedef struct {
   int a, b;
} str_t;

int main (void) {

   str_t *abc = (str_t*)((((str_t*)0)->a)-offsetof(str_t,a));

   return 0;
}

我尝试做与此宏相同的操作：

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

编译器未给出任何具体错误，但导致程序崩溃。为什么也不使宏崩溃？

Answer 1

您真正的问题实际上是关于两者之间的区别

typeof( ((struct Foo*)0)->a )    // Relevant code from the macro.

和

int i = ((struct Foo*)0)->a;     // Relevant code from your program.

让我们从使用有效的指针p而不是0开始，并问自己以下两个摘要的作用：

struct Foo s = { 0 };
struct Foo *p = &s;

typeof( p->a )

和

int i = p->a;

在第一种情况下，我们试图获取结构成员的类型。 p的值无关紧要；编译器仅需要其类型。实际上，结果是在编译过程中p被分配或分配值之前计算的。

在第二种情况下，我们试图读取内存。将在p中找到相对于指针的某个位置。 p的不同值将导致读取不同的内存位置。

那么当我们使用0而不是有效的指针时会发生什么？

在第一种情况下，我们从来没有有效的指针。因为typeof是在编译期间求值的，所以在求值typeof时甚至不存在指针。因此，这意味着以下内容在概念上可以正常工作：

typeof( ((struct Foo*)0)->a )

这使我们进入第二种情况。

int i = ((struct Foo*)0)->a;

0在使用指针时表示NULL，并且可能根本不为零。

这会尝试在NULL之后读取一定数量的字节的内存。但是NULL不是地址；这是缺乏的。从相对于NULL的地址读取内存的概念存在缺陷，毫无意义。由于该概念没有意义，因此无法正常工作。

该标准对typeof( ((struct Foo*)0)->a )表示什么？

我不知道。

该标准对int i = ((struct Foo*)0)->a;表示什么？

C语言无法定义在这种情况下会发生什么。我们称这种未定义的行为。编译器在遇到编译器时可以自由执行任何所需的操作。通常，这会导致保护错误（在Unix系统上导致SIGSEGV信号）。

$ gcc -Wall -Wextra -pedantic a.c -o a     # OP's program
a.c: In function ‘main’:
a.c:11:11: warning: unused variable ‘abc’ [-Wunused-variable]
    str_t *abc = (str_t*)((((str_t*)0)->a)-offsetof(str_t,a));
           ^~~

$ ./a
Segmentation fault (core dumped)

在没有警告的情况下取消初始化结构

1 个答案: