c - GCC 的 __attribute__((__packed__)) 是否保留原始顺序？

Question

目的

我正在用 C(特别是 gnu89)编写一个网络程序，我想通过将某个 struct X 重新解释为大字节数组(又名 char)，通过网络发送字节，并在另一端将它们重新解释为 struct X。为此，我决定使用 gcc 的 __attribute__((__packed__ ))。我已尽最大努力确保正确完成此操作(即我已考虑字节顺序和其他相关问题)。

问题

除了保证 struct X 尽可能小之外，gcc 是否保证用 __attribute__((__packed__ )) 定义的 struct 保留原始顺序？我进行了大量搜索，但尚未找到任何关于此保证是否存在的文档。

注意事项

可以安全地假设发送方和接收方都不会遇到可移植性问题(例如，服务器上的 sizeof(int) 等于服务器上的 sizeof(int)客户)。

Answer 1

是的，__attribute__((packed))(不需要第二组下划线)是实现二进制(即非文本)网络协议(protocol)的正确方法。元素之间不会有间隙。

但是你应该明白，packed 不仅打包结构，而且:

• 使其所需的对齐为一个字节，并且
• 确保其成员(可能因打包和结构本身缺乏对齐要求而错位)被正确读取和写入，即其字段的错位由编译器在软件中处理.

但是，如果您直接访问结构成员，编译器只会处理错位。您应该永远不要将指针指向压缩结构的成员(除非您知道该成员所需的对齐方式为 1，例如 char 或其他压缩结构)。以下 C 代码演示了该问题:

#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include <arpa/inet.h>

struct packet {
    uint8_t x;
    uint32_t y;
} __attribute__((packed));

int main ()
{
    uint8_t bytes[5] = {1, 0, 0, 0, 2};
    struct packet *p = (struct packet *)bytes;

    // compiler handles misalignment because it knows that
    // "struct packet" is packed
    printf("y=%"PRIX32", ", ntohl(p->y));

    // compiler does not handle misalignment - py does not inherit
    // the packed attribute
    uint32_t *py = &p->y;
    printf("*py=%"PRIX32"\n", ntohl(*py));
    return 0;
}

在 x86 系统(不强制内存访问对齐)上，这将产生

y=2, *py=2

如预期。另一方面，例如，在我的 ARM Linux 板上，它产生了看似错误的结果

y=2, *py=1