C语言之指针，请前辈指教！

[OphoneOu]

在C语言中，最难的是指针。

自以为看了一些大作后，很了解指针，其实我是菜鸟。希望前辈们赐教。
看<<C专家编程>>
(*((void *)())0)();
这句很简单，语法上是绝对没有问题的！
问题是，它绝对是错误的，原因是0这个地址invalid的。

为什么用0或者NULL来初始化一个指针？
其原因是在操作系统内部实现中，每个进程的地址空间从0到一定范围内，（Windows 平台是0~64K）是不合法的，
也就是说你无法使用这部分内存，不可读也不可写。所以
(*((void *)())0)();
在大部分主流操作系统绝对不可能运行起来！

好，进入我的问题！
Linux内核使用链表与数据分离方式来组织链表。

struct list_head {
	struct list_head *next, *prev;
};
struct list_node {
	struct list_node *next;
	ElemType	data;
};

在链表操作上有以下宏：

#define list_entry(ptr, type, member) container_of(ptr, type, member)
container_of宏定义在[include/linux/kernel.h]中：
#define container_of(ptr, type, member) ({			\
        const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);	\
        (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
offsetof宏定义在[include/linux/stddef.h]中：
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

我们来看定义

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

语法是绝对没有问题，但是和上面的分析同理。0在进程的地址空间是invalid的。
那么这个((TYPE *)0)->MEMBER使用应该跟上面的(*((void *)())0)();调用一样
应该在运行时错误，但是它没有发生运行时错误！为什么？

解释一下(TYPE *)0)->MEMBER
它将0地址强制"转换"为type结构的指针，再访问到type结构中的member成员。
语法没有问题，但是这个访问到type结构中的member应该运行时错误才对。
可是它没有错误！为什么？

[jack_wq]

upup

[james_hw]

操作系统不会允许操作起始那部分地址，但是(size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)这个操作应该是由编译器来完成的，也就是说预编译阶段已经将其替换成数字了，操作系统看到的数字。

[blackmash]

其实只是将地址0的memory，强制转化成你的结构，然后去拿member的“地址”而已。并未对member做什么操作。。

[pengzhixi]

offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
从你这个字面上就可以理解，是利用(TYPE *)0这个技巧来获得成员变量的偏移地址，和你说的那个情况不一样。

[versaariel]

前两天看到过，理解了，今天再学一遍

[pengzhixi]

并没有对这个(TYPE *)0做什么违规的访问什么的。所以和前面说的完全是两码事。

[OphoneOu]

更正一个错误(*((void *)())0)();应该为(*(void (*)())0)();

[xylicon]

和你上面的操作不一样吧。你上面那个是已经执行了0地址这个操作了。所以地址invalid。

而((type *)0)->member 只是把type* 映射到0这个地址，求出member的偏移值。正如2楼所说，这个预编译的时候已经得出结果了。所以运行时((type *)0)->member 只是一个数字 就是偏移值。

[OphoneOu]

[Quote=引用 6 楼 pengzhixi 的回复:]
并没有对这个(TYPE *)0做什么违规的访问什么的。所以和前面说的完全是两码事。
[/Quote]
有道理。

[thomasie]

我是小白，能不能解释的详细一些。(TYPE *)0到底是什么含义