从mmap读取结构

Question

typedef struct aaa {
  int a;
  int b;
  long ptr_to_st2; //offset from the beginning of the file.
} st1;

typedef struct bbb {
  int get;
  char it;
} st2;

我有一个使用mmap映射到内存的二进制文件。该文件包含文件开头的st1，然后是一些数据，然后是st2。

unsigned char *filemap; //mmap
st1 *first=(st1 *)filemap;
st2 *second=(st2 *)filemap+first->ptr_to_st2;
printf("%c",second->it);

有人告诉我，这个代码不正确，违反了严格的混叠规则。编写这段代码的正确方法是什么？谢谢。

Answer 1

简单地说，int有一个对齐的要求。假设您的机器上有两个sizeof (int)，我们将您的内存看作一个块序列：

[a][a][b][b][c][c][d][d]...

我们可以将int存储在[a]块、[b]块等.基本上每隔一秒.但不是在他们之间。

实际上，在我们常用的家用机器上，我们可能能够在两者之间存储它们，但这需要付出性能代价；总线仍然对齐以检索满足对齐要求的整数，因此对于每一个错误对齐的整数，将通过总线进行两次检索。是不想要的.

在不常见的家用机器上(比如旧的苹果，甚至是那些我们不常用的程序，比如地球上的每一个路由器)，这种不对齐的访问将导致类似于分段故障的情况，称为bus error。绝对是不想要的！

如果您正确地序列化和反序列化您的信息(而不是仅仅使用类型转换来重新解释数组的一部分)，您将不会看到任何这些问题。也就是说，逐字节转换结构，例如：

void serialise_st1(void *destination, st1 *source) {
    unsigned char *d = destination;
    unsigned long  s = (unsigned int) source->a;

    d[0] = s >> 8;
    d[1] = s;

    s = (unsigned int) source->b;
    d[2] = s >> 8;
    d[3] = s;

    s = source->ptr_to_st2;
    d[4] = s >> 24;
    d[5] = s >> 16;
    d[6] = s >> 8;
    d[7] = s;
}

注意到我是如何手动转换成每个字节的？由于需要处理符号，反序列化过程有点困难，但本质上是相反的:我们不是单独分配每个字节，而是单独访问每个字节。

void deserialise_st1(st1 *destination, void *source) {
    unsigned char *s = source;
    *destination = (st1) { .a = (s[0] <= 127 ? s[0] : -(256 - s[0])) * 0x0100
                              +  s[1],
                           .b = (s[2] <= 127 ? s[2] : -(256 - s[2])) * 0x0100
                              +  s[3],
                           .ptr_to_st2 = (s[4] <= 127 ? s[4] : -(256 - s[4])) * 0x01000000
                                       +  s[5] * 0x00010000
                                       +  s[6] * 0x00000100
                                       +  s[7] };
}

然后，根据您的示例进行调整：

unsigned char *filemap;
st1 first;
deserialise_st1(&first, filemap);

我将把它作为一个练习留给您编写deserialise_st2，但是可以随意询问您在这样做时是否有问题。

st2 second;
deserialise_st2(&second, filemap + st1.ptr_to_st2);

假设您的代码继续更新first或second，并且希望将这些更新推入您的filemap中，则需要知道它来自的偏移量.也就是说，您需要将filemap作为指向first的指针(first_ptr)，将filemap + st1.ptr_to_st2作为指向second的指针(second_ptr).然后：

serialise_st1(first_ptr, &st1);
serialise_st2(second_ptr, &st2);