offsetof 매크로에 대해

예를 들어서 다음의 구조체를 생각해 보면...

struct s_a {
   short b;
   int c;
} a;

내가 s_a 인 구조체 a 의 주소를 알고 있을 때 (&a 겠죠) 그 안에 있는 멤버 c 의 주소가 a 의 주소로부터 얼마나 떨어져 있느냐(즉 offset) 를 알고 싶을 때가 있겠죠.

답이 2일 수도 있고 4일 수도 있겠죠. short b 바로 뒤에 이어서 c 가 저장된다면 전자가 되겠고 아키텍처가 4바이트 단위로 정렬을 하는 경우 후자가 되겠죠.

그러면 이 오프셋을 알고 싶을 때 매번 아키텍처가 뭔지를 판단하면서 계산을 해야 하느냐..의 답이 저 코드인거죠.

캐스팅 뒤에 0 이 있어서 혼란스럽지만 그 자리에 포인터 변수가 있다고 상상하면 간단해 집니다.

stuct s_a * p_a = &a;
void * p_void;
p_void = p_a;

이 때,

((struct s_a *) p_void)            이것은 캐스팅
((struct s_a *) p_void)->c       이것은 a.c 
&(((struct s_a *) p_void)->c)  이것은 a.c 의 주소

이 값은 아키텍처에 따라서 &a , 즉 p_void 보다 2가 클 수도, 4가 클 수도 있겠죠? 이 때 저 p_void 의 값이 0 이었다면? 2 아니면 4가 반환되는 겁니다. 그게 위 매크로인 거죠.

사용법은
offsetof(struct s_a, c)
쯤 되겠네요. 반환값은 이 경우 아키텍처에 따라 2 아니면 4.

라고 하셨는데 정확히 말하면

((struct s_a *) p_void)            이것은 캐스팅
((struct s_a *) p_void)->c       이것은 a.c 
&(((struct s_a *) p_void)->c)  이것은 a.c 의 주소

는 아니고

((struct s_a *) p_void)  이것은 캐스팅
((struct s_a *) p_void)->c       이것은 p_void 주소부터 c 가 객체에서 차지하는 바이트만큼 떨어져(?) 있는 곳의 있는 자료
&(((struct s_a *) p_void)->c)  이것은 p_void 주소부터 c 가 객체에서 차지하는 바이트만큼 떨어진 곳의 자료의 주소

가 됩니다. 따라서
&(((struct s_a *) 0)->c) 의 값이 4 였다면
&(((struct s_a *) 1)->c) 은 5(4+1) 가 출력되고
&(((struct s_a *) 2)->c) 은 6(4+2) 가 출력됩니다.
단 (((struct s_a *)0)->c) 이렇게 c 멤버값을 알아낼려고 하면 안되겠죠

포인터의 뺄셈은 정수의 뺄셈처럼은 안 되죠? :-) 게다가 위의 경우는 왼쪽은 s_a 구조체의 포인터고 오른쪽은 int 의 주소이니까 컴파일 자체가 안 됩니다. gcc 로 해 봐도 저 상태는 컴파일 에러가 나네요.

포인터의 뺄셈은 같은 형의 포인터끼리만 가능하고 그 결과도 정수의 차이가 아니라 (정수의 차이/해당 타입의 사이즈) 값이 나오니까... 양쪽을 struct s_a * 로 캐스트하면 0이 나오고 (2가 되든 4가 되든 어쨌거나 struct s_a 의 크기보다 작으니까) 양쪽을 int * 로 캐스트하면 나올 수 있는 값은 0 아니면 1인데, 그나마도 우측의 주소값이 더 크니까 -1 이 나오는군요.

아하, 방금 생각났는데, 양쪽을 (char *) 로 캐스트하면 되겠군요. ^^; 뺄셈의 순서도 바꿔서

(char *) &(((struct s_a *)p_void)->c) - (char *)p_void

요러면 4가 나오는군요. 근데 이러느니... ^^;;