Question

我有以下结构：

struct foo
{
   int  a;
   char b;
};

它存储在内存中，指向它的指针可以是未对齐的（奇数地址）。

那么，这样安全吗？：

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

我很担心，因为源结构的整数成员可以在奇数地址中。在某些系统中，从奇数地址读取（多字节）整数会导致问题。

修改为了避免关于const的使用的偏离主题评论，我确实从代码中删除了const。（我从不将const指针强制转换为非const指针，即使在这种情况下也不应该导致任何问题）

更多关于问题的背景：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处。在实际代码中，struct具有__attribute__((packed))属性。但这可能不会改变答案？

无论如何，我可以使用memcopy和非const a来解决问题。但是我想使用这种分配，因为它似乎更优雅（如果它是安全的）。

Answer 1

见Data structure padding。在大多数系统中，结构将是对齐的。内部成员地址将按照各自的大小进行对齐，同时进行malloc'ing自身。

如果手动创建内存池＆amp;使用其中的一些部分来存储你的struct对象，然后编译器不会保证你对齐，但是如果你使用malloc来创建struct对象，通常编译器很头疼，为了给你对齐的地址，如果需要在struct元素之间填充。

Answer 2

如果从数据指针不一定对齐的源获取数据，那么你可以做的唯一安全的事就是memcpy并希望你的编译器不是“聪明的”并假装未对齐的指针是实际对齐，memcpy可以优化（有几个旧版本的gcc有这个bug，要求你编写一个不称为memcpy的自定义memcpy函数）。根据您的体系结构，您可以通过不正确的对齐访问来逃避，但它几乎肯定会更慢，有时甚至可以通过内核陷阱进行模拟。

副轶事：这通常是操作系统中网络堆栈中的问题，其中以太网报头的奇数大小使得IP报头未对齐，并且硬件无法使接收到的数据包不对齐（某些DMA引擎）只能在4字节边界上写入数据），这需要在软件中再次复制整个标题（或整个数据包）。

Answer 3

不，它不安全，除非您知道指针具有结构所需的对齐。

以下是一些了解指针是否具有必要对齐的方法：

在将指针转换为指向char的指针之前，指针最初是指向此结构类型的指针。
指针是内存分配例程（例如malloc）的结果，它保证返回的地址适合分配给任何用途（malloc确实保证）。
指针是从保存所需对齐的方式计算出来的。
您将指针转换为uintptr_t并测试其对齐方式，前提是C实现支持此功能。
您的C实现（特别是操作系统和处理器）允许对结构中类型的对象进行未对齐访问。

如果您不知道指针具有必要的对齐方式，则不应通过转换后的指针访问该结构。相反，您可以定义一个新结构并使用memcpy从指针到char复制到新结构中。

使用指针分配struct值是否安全

3 个答案: