将 char 数组转换为结构指针

Posted 2023-02-19

【中文标题】将 char 数组转换为结构指针

【英文标题】：Casting char array to struct pointer

【发布时间】：2018-06-11 14:23:32

【问题描述】：

我正在尝试从this code 了解以下演员表

char out_packet_buffer[4500] ;  
struct ip6_hdr *iphdr ;

iphdr = (struct ip6_hdr *) &out_packet_buffer[0]; 

struct iphdr 的成员变量存储在 char 数组 out_packet_buffer 中，我的理解是否正确？稍后在代码中，从不使用 out_packet_buffer。相反，iphdr 被 memcpyied 到一个 uint8_t 内存位置 (ether_frame)。但是 iphdr 不是 uint8_t。

如果有任何指导让我了解这里发生的事情，我将不胜感激。

谢谢

【问题讨论】：

我很确定这会破坏严格的别名。

@ChristianGibbons 感谢您指出这一点。帮助我编写改进版本的代码。

【参考方案1】：

struct iphdr 的成员变量存储在 char 数组 out_packet_buffer 中，我的理解是否正确？

有点。在这个转换中发生的事情是我们开始“查看”从&out_packet_buffer[0]（或只是out_packet_buffer）开始的内存块作为struct ip6_hdr而不是char[]。

iphdr 的任何后续使用都使用相同的内存，但将其拆分为 struct ip6_hdr 成员而不是 char

正如@Christian Gibbons 所说，我也认为这违反了strict aliasing 这是UB

【讨论】：

谢谢。据我了解，它为开发人员提供了对 char 缓冲区的方便且有组织的（作为结构）访问。但是，我希望 output_packet_buffer 被 memcopied 并传递给 sendto 函数，但事实并非如此。所以我没有看到 output_packet_buffer 的使用。

正是如此。这样你就可以访问iphdr->some_member而不是访问out_packet_buffer[M]到out_packet_buffer[N]

然后在后面的代码中，期望将 out_packet_buffer 复制到 ether_frame 并将帧发送出去，但事实并非如此。那么为什么要使用/转换 char 数组 out_packet_buffer 呢？

【参考方案2】：

看起来代码正在准备一个数据包以通过网络传输。该数据包将由一个标头和一个有效载荷组成。整个数据包大概存储在 out_packet_buffer 中。 ip6_header 结构是它的前几个字节，之后是数据负载。对标头使用结构使代码更具可读性，但在将其发送到套接字之前可能会有“结构顺序到网络顺序”函数。

无论如何，数据包只是一个字节序列，因此将其转换为任何8位类型都是可行的

【讨论】：

正确。第 588-592 行将数据包元素（IP 标头和有效负载）复制到以太网帧中，然后发送出去。然而，在第 588 行，被复制的是 iphdr。因此我根本看不到需要 out_packet_buffer。

这是一种分配大字节缓冲区的廉价方法，没有未释放指针的危险。只要它在范围内，它就会存在。也许最初的意图是将数据有效负载放在那个大缓冲区中......？仅复制 ip 标头将是比大缓冲区更小的副本。