c - fread_s 期间结构填充不正确

Question

我定义了以下结构(u8是无符号字符的typedef)

struct
{
    u8 length_directory_record;
    u8 extended_attribute_record;
    u8 location_of_extend[8];
    union
    {
        u8 bytes[8];
        struct
        {
            long little;
            long big;
        } endian;
    }
} dir;

现在当我像这样读一个文件时

fseek(myfile, (SECTOR_SIZE*222)+34+34, 0);
fread_s(&dir, sizeof(dir), sizeof(u8), 18, myfile);

当我打印 data_length 值(小一个)时，我得到了奇怪的大数字。该值实际上存储为 LSB 和 MSB(都是字节顺序)，这就是我在 union 中使用该结构的原因。

printf("Data Length of File Section: %u\n", dir.data_length.endian.little);

但是，当我执行相同的步骤而不读取结构时，它会起作用:

union{
    u8 val[4];
    long v;
} value;
fseek(myfile, ((SECTOR_SIZE * 222) + 34 + 34)+10, 0);
fread_s(&value, sizeof(value), sizeof(u8), 4, myfile);
printf("%u\n", value.v);

我的第一个版本有什么问题？为什么结构填充不正确或者哪里有我在这里没有看到的问题？

编辑:更多信息:我正在读取的文件是二进制文件。((SECTOR_SIZE * 222) + 34 + 34) 是结构开始的位置。我使用十六进制编辑器验证了这一点(扇区大小为 2048)，因此第二个示例中的 +10 直接跳转到存储为 LSB 和 MSB 的 32 位数字的偏移量(因此 8 个字节)

开始结构的偏移量的文件转储:

30 00 DF 00 00 00 00 00 00 DF 30 C3 0B 00 00 0B C3 30   0.ß......ß0Ã....Ã0

data_length 的预期值为 770864 字节，但当前输出为 3862510(随机值)

Answer 1

您的对象可能未按您的预期布局。这通常是由于编译器在结构体中间插入了空格，以便它可以以最有效的方式访问结构体成员。

以下是您的结构的可能布局:

struct dir {
    uint8_t length_directory_record;   // Stored at offset [0, 1)
    uint8_t extended_attribute_record; // Stored at offset [1, 2)
    uint8_t location_of_extend[8];     // Stored at offset [2, 10)
    // Implicit padding                // Stored at offset [10, 12)
    union
    {
        uint8_t bytes[8];              // Stored at offset [12, 20)
        struct
        {
            int32_t little;            // Stored at offset [12, 16)
            int32_t big;               // Stored at offset [16, 20)
        } endian;
    };
};

从您的代码来看，您似乎希望在偏移量 10 处找到并集。但很可能是在偏移量 12 或 16 处找到它。

您可以使用以下方法验证 dir.bytes 的实际偏移量:

assert(offsetof(dir, bytes) == 12);

此外，大多数编译器都提供了一种打包结构的机制，以便不存在隐式填充。通常，您可以使用#pragma pack 或__attribute__((packed))。

<小时/>

我们还可以简化此错误，以便您更明显:

struct object {
    uint8_t a;
    uint32_t b;
};

该对象将占用 8 个字节的空间，并且在 a 和 b 之间有 3 个字节的填充。