uint64_t 数组的 IPV6 地址未按预期工作

Question

我正在尝试将字符串格式的 IPv6 地址转换为 uint64_t 数据数组。为此我写了下面的程序

typedef struct
    {
        union
        {struct in6_addr  sa;
        uint64_t addr[2];
        }u;
    } ipv6_addr_t;

    ipv6_addr_t  rnc;
    char rncs[100] = "2000::200a";
    inet_pton(AF_INET6, rncs, &(rnc.u.sa));
    printf("%u\", rnc.u.addr[0]);

预期输出是地址的第一个 64 位，即 2^61 = 2305843009213693952。

但是当我执行程序时，我得到的输出为 32 这是 地址的第一个字节。

我不明白背后的原因，请帮忙。谢谢！

Answer 1

这里有几个问题。

• 您打印结果的方法本身就有缺陷。 printf 指令%u 通常不用于打印无符号整数，而是专门用于打印unsigned int 类型的值。尽管您的int64_t 可能与unsigned int 类型相同，但这是非典型的。如果它们不是同一类型，则指令和实际参数之间的不匹配会导致未定义的行为。 @AndrewHenle 在他的回答中解释了如何通过printf 打印int64_t。

1234563您完全可以呈现特定的预期结果表明您正在假设一种特定的表示（并且显然与您的系统不匹配）。

• 您似乎认为打印的字节数少于应有的字节数，但即使您根据 Andrew 的回答更正了 printf 格式，我倾向于认为输出是相同的。您观察到打印的值对应于地址的第一个字节，但请考虑接下来的几个字节是什么：全为零，直到到达最后两个字节。现在考虑一个位模式，它由一个值为 32（十进制）的字节组成，后跟七个值为 0 的字节。如果您将该模式解释为 64 位、无符号、小端整数，则其值为 32。这是更正后的代码最有可能在基于 Intel 的机器上打印的结果。

显然您希望生成其 逻辑 位模式与地址位匹配的int64_t 值。相反，您生成了 physical 位模式与地址位匹配的值。当您使用 union 而不是算术在字节数组和整数之间进行转换时，这是可以预料的。我建议改用循环：

struct in6_addr sa;
int64_t addr_ints[2] = { 0, 0 };
char rncs[100] = "2000::200a";
inet_pton(AF_INET6, rncs, &sa);

for (int i = 0; i < 16; i++) {
    addr_ints[i / 8] = addr_ints[i / 8] << 8 + sa.s6_addr[i];
}
printf( "%" PRIu64 "\n", addr_ints[ 0 ] );

这也可以避免struct in6_addr 的布局与您预期的不同时出现问题，只要布局符合 POSIX。

Answer 2

除了 cmets 中指出的任何问题外，使用错误的 printf() 格式说明符是未定义的行为。

根据 7.21.6 格式化输入/输出函数，the C standard 的第 9 段：

如果转换规范无效，则行为是 不明确的。如果任何参数不是正确的类型 相应的转换规范，行为是 未定义。

鉴于此

rnc.u.addr[0]

是uint64_t，printf() 格式说明符%u in

printf("%u\n", rnc.u.addr[0]);

不正确。

uint64_t 的正确格式是 PRIu64：

printf( "%" PRIu64 "\n", rnc.u.addr[ 0 ] );

另请注意，您发布的代码不正确：

printf("%u\", rnc.u.addr[0]);

这甚至不会编译 - 它是一个未终止的字符串。第二个" 字符转义为\"。我猜你的意思是"%u\n"。