如何在未对齐的缓冲区中使用结构体

Question

在我的网络应用程序中，我想使用一个偏移量作为指向已知结构的指针，而不是使用memcpy() 2次（rx/tx）复制结构的每个字段太重了。我知道我的gcc 4.7.2（选项：-O3）在cortex-a8上可以使用1条指令不对齐地执行memcpy（&a，&buff，4），因此它可以访问未对齐的int。假设它可能有很多结构或大结构，最好的方法是什么？

struct __attribute__ ((__packed__)) msg_struct {
  int a;  //0 offset
  char b; //4 offset
  int c;  //5 offset
  int d[100];  //9 offset
}

char buff[1000];// [0]:header_size [1-header_size]:header [header_size+1]msg_struct

func() {
  struct msg_struct *msg;
  recv ((void *)buff, sizeof(buff));
  msg=buff+header_size; // so, it is unaligned.
  ...
    // some work like:
    int valueRcv=msg->c;
  //or modify buff before send 
  msg->c=12;

  send(buff,sizeof(buff));
}

- David Bonnin

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这个能用于 buff 是一个 int 数组吗？添加 header_size 会使你的指针指向一个非常错误的位置。 - Sergey Kalinichenko

确保你理解指针算术的工作原理。 - Kerrek SB

编译器选项？除非您采取措施使编译器对此结构进行打包，否则它将使用字段的自然对齐方式 - 这可能不是您想要的。 - marko

首先，你不应该使用与语言、编译器和硬件相关的数据结构作为网络协议。 - user207421

Answer 1

为了让GCC在处理结构体和它的成员时使用一个字节的对齐方式，请使用GCC的packed属性。该属性的用法可以在这个页面找到。在你的代码中，将以下内容修改：

struct msg_struct {…}

to:

struct __attribute__ ((__packed__)) msg_struct {…}

您还需要纠正指针算术。将header_size添加到buff中，会添加100个int对象的距离，因为buff是指向int的指针。您应该将buff保持为unsigned char数组，而不是int。

- Eric Postpischil

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是的，抱歉，我的问题集中在如何访问接收缓冲区中的结构字段上？例如：int valueRcv = msg->c; 和 msg->c = 12; - David Bonnin

@DavidBonnin：你的代码已经包含了这样的访问。你需要纠正指针算术，以便使用unsigned char正确计算msg，而不是int。 - Eric Postpischil