数据对齐与网络编程

Question

我对数据对齐有点困惑。在 x86 上，我们通常认为对齐是理所当然的。但是，我在一个非常严格的系统上编程，如果我尝试访问未对齐的数据会出错。

这是我的问题：

首先，我将向您展示我拥有的一些结构：

struct sniff_ethernet {
  u_char ether_dhost[6]; /* Destination host address */
  u_char ether_shost[6]; /* Source host address */
  u_short ether_type; /* IP? ARP? RARP? etc */
};

struct sniff_ip {
  u_char ip_vhl;  /* version << 4 | header length >> 2 */
  u_char ip_tos;  /* type of service */
  u_short ip_len;  /* total length */
  u_short ip_id;  /* identification */
  u_short ip_off;  /* fragment offset field */
  u_char ip_ttl;  /* time to live */
  u_char ip_p;  /* protocol */
  u_short ip_sum;  /* checksum */
  struct in_addr ip_src,ip_dst; /* source and dest address */
 };

我正在处理 pcap。 pcap会返回一个指向数据包的指针给我：

u_char *packet;

让我们假设数据包是几百字节。我通常会将该数据包转换为几个结构指针，这样我就可以直接访问数据。

struct sniff_ethernet *seth = (struct sniff_ethernet *) packet;
struct sniff_ip *sip = (struct sniff_ip *) (packet + 14); // 14 is the size of an ethernet header

好的。所以一切看起来都很棒，对吧？在 x86 上，一切似乎都正常。在具有严格对齐的任何其他架构上，我在访问某些值时遇到问题，通常会导致 sigbus。例如：

sip->ip_len = 0x32AA;

或

u_short val = sip->ip_len;

导致错误。我猜是因为它在演员的记忆中没有对齐。在进行此类强制转换时，通常最好的处理方法是什么？

Answer 1

简单的方法是使用memcpy

struct sniff_ip sip;
memcpy(&sip, packet + 14, sizeof(sip));

这假设您的两台机器使用相同的字节顺序，并且已经小心考虑到结构填充。

处理这个问题的更难和更通用的方法是从单个字节构造值：

u_short val;
int offset = 14 + offsetof(sniff_ip, ip_len);
val = packet[offset] + (packet[offset+1] << 8); // assuming little endian packet

当然，您可能会使用函数或宏来抽象它。