将序列化结构从 8 位系统复制到 32 位系统答案

【问题标题】：Copying serialized struct from an 8-bit system to a 32-bit system将序列化结构从 8 位系统复制到 32 位系统
【发布时间】：2016-12-06 22:26:15
【问题描述】：

我有一块带有 32 位 ARM CPU 作为主处理器和一个 8 位 AVR 微控制器作为连接到它的从设备的板。

我正在复制一个结构体（slave 将其转换为字节流，master 接收并将其存储在具有相同定义的结构体的内存位置）。

master 和 slave 都在各自的控制台上打印结构成员的值。但是值不匹配。

我发现问题正在发生，因为主结构中的实际内存分配发生了一些变化，以与 16 位边界对齐。即小于 16 位的数据类型升级为 16 位。

结构中有一些 8 位整数 (u8) 实际上在主设备的内存中分配了 2 个字节，而在从设备中它们按预期只分配了 1 个字节。

不出所料，sizeof(STRUCT_NAME) 在每个系统中产生不同的结果。

我已经找到了一种解决方法，方法是在必要时在传入数据中插入填充字节。

在这种情况下，是否有任何标准方法来处理结构序列化？

我在 ARM 部分使用 GCC。

【问题讨论】：

你可能想看看stackoverflow.com/questions/3318410/pragma-pack-effect
在不同架构之间传输二进制数据的三个最大问题是 a) 字长，b) 字节顺序，c) 对齐。您可以通过使用u8 之类的定义来缓解a)，您可以使用ntohs 之类的功能来缓解b)。大多数编译器都为您提供了一种处理 c) 的方法，例如 #pragma pack: cplusplus.com/forum/general/14659
这个问题已经被问过很多次了。结构是不可移植的，就这么简单。有很多变通方法，在 SO 上搜索重复的问题。

【解决方案1】：

struct _str
{
    ...
} __attribute__((packed, aligned(1))) struct_name;

对齐到 1 个字节。

【讨论】：

【解决方案2】：

明确定义数据在传输过程中的表示方式，然后明确编程与字节流的转换。

您可以通过使用 shift 和 mask 操作来做到这一点。使用一些常见数字类型的辅助函数，这很容易管理。

通过这种方式，您可以避免因不同字节序和结构打包而导致的所有可移植性问题。

【讨论】：