使用指针赋值结构值安全吗？

Question

我有以下结构：

struct foo
{
   int  a;
   char b;
};

它被存储到内存中，指向它的指针可以是非对齐的(奇数地址)。

这安全吗？：

const struct foo a = *((struct foo*)char_ptr); 

我很担心，因为源结构的整数成员可以是奇数地址。在某些系统中，从奇数加法中读取(多字节)整数会引起问题。

编辑:为了避免对const的使用进行非主题评论，我从代码中删除了一个const。(我从不将const指针转换为非const指针，即使在这种情况下，它不应该引起任何问题)

和更多的是关于上下文的问题:这种结构是协议框架的一部分。它可以在框架内的任何偏移量中。在实际代码中，结构具有__attribute__((packed))属性。但这可能改变不了答案？

无论如何，我可以用memcopy和non a来解决这个问题。但我想使用测试，因为它似乎是更优雅的方式(如果它是安全的)。

Answer 1

不，这是不安全的，除非您知道指针具有结构所需的对齐方式。

下面是一些方法来了解指针是否具有必要的对齐方式：

• 在将指针转换为char之前，指针最初是指向此结构类型的指针。
• 指针是内存分配例程(如malloc)的结果，它保证返回的地址被适当地分配给任何使用( malloc确实保证)。
• 指针是从上面的一种方法计算出来的，以保持所需的对齐。
• 如果C实现支持指针，则将指针转换为uintptr_t并测试其对齐方式。
• 您的C实现(特别是操作系统和处理器)允许对结构中的类型对象进行非对齐访问。

如果不知道指针具有必要的对齐方式，则不应通过转换的指针访问结构。相反，您可以定义一个新结构，并使用memcpy从指针到字符复制到新结构中。

Answer 2

见数据结构填充。在大多数系统上，结构将是对齐的&内部成员地址将对齐它们各自的大小，而malloc‘’ing本身。

如果您手动创建一个内存池&使用其中的某个部分来存储您的struct对象，那么编译器将不能保证您对齐，但是如果您使用malloc来创建struct对象，通常会让编译器头疼的是给出对齐的地址，如果需要的话在struct元素之间填充。

Answer 3

如果您从指向数据的指针不一定对齐的源获取数据，则唯一安全的操作是memcpy，并希望您的编译器不是“聪明”的，并假装错误指针实际上是对齐的，并且可以优化memcpy ( gcc的几个老版本都有这个bug，要求您编写一个自定义memcpy函数，这个函数不称为memcpy)。取决于您的体系结构，您可以通过不正确的对齐访问来逃避，但它几乎肯定会慢一些，有时甚至会通过内核陷阱进行模拟。

旁白:这通常是操作系统中网络栈中的一个问题，因为以太网报头的奇数大小使IP报头不对齐，如果硬件无法对接收到的数据包(一些DMA引擎只能在4字节边界上写入数据)，则需要在软件中再次复制整个报头(或整个数据包)。