将结构指针转换为另一个嵌入式结构

Question

我正在实现一个不需要内存分配的堆栈，只要它嵌入一个特殊的结构就可以采用任何结构。类似于 GNU's List执行。

任何结构必须嵌入才能在堆栈中工作的结构是:

struct stack_elem {
  struct stack_elem *next;
};

我想与堆栈一起使用的结构是:

struct node {
  double number;
  char character;
  int isNumber;
  struct stack_elem elem;
};

所以堆栈看起来像这样:

node:            node:
+---------+      +---------+
|number   |      |number   |
+---------+      +---------+
|character|      |character|
+---------+      +---------+
|isNumber |      |isNumber |
+---------+      +---------+
|elem     |      |elem     |
| *next   |----->| *next   |     
+---------+      +---------+ etc....

我正在编写一个名为 stack_entry 的宏转换嵌入式 elem结构到它的容器 node结构。这是我到目前为止所尝试的。 stack_entry将按如下方式使用:

struct stack_elem *top = peek(&stack);
struct node *converted_node = stack_entry(top, struct node, elem);

stack_entry将采用指向 stack_elem 的指针，要转换为的节点的类型以及该节点中元素的成员字段的名称。我尝试了几种方法来做到这一点，但都没有奏效。我意识到 STACK_ELEM指向 next项目，所以我试着减去 elem 的偏移量来自 struct node那没有用。以下是我尝试过的一些也不起作用的事情:

#define stack_entry(STACK_ELEM, STRUCT, MEMBER)       \
         ((STRUCT *) &(STACK_ELEM) - offsetof (STRUCT, MEMBER))

#define stack_entry(STACK_ELEM, STRUCT, MEMBER)       \
         ((STRUCT *) ((uint8_t *) &(STACK_ELEM)->next \
         - offsetof (STRUCT, MEMBER)))

什么是正确的算术？为什么不减去 next 的偏移量，因此 elem 的偏移量，如果它是结构中的最后一个元素，则产生节点？

GNU 列表 list_entry宏定义为:

#define list_entry(LIST_ELEM, STRUCT, MEMBER)           \
        ((STRUCT *) ((uint8_t *) &(LIST_ELEM)->next     \
                     - offsetof (STRUCT, MEMBER.next)))

这是如何运作的？为什么是 next当它应该抓取同一节点内的容器结构时，这里涉及到，而不是 next一？

Answer 1

GNU 的 list_entry通过从结构的开头减去 next 的偏移量来工作。 next 的地址中的字段 field 。它实际上并没有取消引用 next指针。在 Linux 源代码中有一个用于此的通用宏，称为 container_of 。 ，您可能会觉得有帮助。链接的文章信息量很大。

在您第二次尝试定义 stack_entry 时，您减去了错误的偏移量(将其与 GNU list_entry 宏进行比较)。