在Linux系统里,/usr/include/linux/if_pppox.h里面有这样一个结构:
1
struct
pppoe_tag
{ 2 __u16 tag_type; 3 __u16 tag_len; 4 char tag_data[ 0 ]; 5 }
__attribute ((packed));
最后一个成员为可变长的数组,对于TLV(Type-Length-Value)形式的结构,或者其他需要变长度的结构体,用这种方式定义最好。使用起来非常方便,创建时,malloc一段结构体大小加上可变长数据长度的空间给它,可变长部分可按数组的方式访问,释放时,直接把整个结构体free掉就可以了。例子如下:
1
struct
pppoe_tag
*
sample_tag;
2
__u16 sample_tag_len
=
10
;
3
sample_tag
=
(
struct
pppoe_tag
*
)malloc(
sizeof
(
struct
pppoe_tag)
+
sizeof
(
char
)
*
sample_tag_len);
4
sample_tag
->
tag_type
=
0xffff
;
5
sample_tag
->
tag_len
=
sample_tag_len;
6
sample_tag
->
tag_data[
0
]
=
.
7
释放时,
1
free(sample_tag)
是否可以用 char *tag_data 代替呢?其实它和 char *tag_data 是有很大的区别,为了说明这个问题,我写了以下的程序:
例1:test_size.c
1
struct
tag1
2
{ 3 int a; 4 int b; 5 }
__attribute ((packed));
6
7
struct
tag2
8
{ 9 int a; 10 int b; 11 char * c; 12 }
__attribute ((packed));
13
14
struct
tag3
15
{ 16 int a; 17 int b; 18 char c[ 0 ]; 19 }
__attribute ((packed));
20
21
struct
tag4
22
{ 23 int a; 24 int b; 25 char c[ 1 ]; 26 }
__attribute ((packed));
27
28
int
main()
29
{ 30 struct tag2 l_tag2; 31 struct tag3 l_tag3; 32 struct tag4 l_tag4; 33 34 memset(& l_tag2, 0 , sizeof ( struct tag2)); 35 memset(& l_tag3, 0 , sizeof ( struct tag3)); 36 memset(& l_tag4, 0 , sizeof ( struct tag4)); 37 38 printf(" size of tag1 = %d\n " , sizeof ( struct tag1)); 39 printf(" size of tag2 = %d\n " , sizeof ( struct tag2)); 40 printf(" size of tag3 = %d\n " , sizeof ( struct tag3)); 41 42 printf(" l_tag2 = %p,&l_tag2.c = %p,l_tag2.c = %p\n " , & l_tag2, & l_tag2.c,l_tag2.c); 43 printf(" l_tag3 = %p,l_tag3.c = %p\n " , & l_tag3,l_tag3.c); 44 printf(" l_tag4 = %p,l_tag4.c = %p\n " , & l_tag4,l_tag4.c); 45 exit(0 ); 46 }
__attribute ((packed)) 是为了强制不进行4字节对齐,这样比较容易说明问题。
程序的运行结果如下:
size of tag1
=
8
size of tag2
=
12
size of tag3
=
8
size of tag4
=
9
l_tag2
=
0xbffffad0
,
&
l_tag2.c
=
0xbffffad8
,l_tag2.c
=
(nil) l_tag3
=
0xbffffac8
,l_tag3.c
=
0xbffffad0
l_tag4
=
0xbffffabc
,l_tag4.c
=
0xbffffac4
从上面程序和运行结果可以看出:tag1本身包括两个32位整数,所以占了8个字节的空间。tag2包括了两个32位的整数,外加一个char *的指针,所以占了12个字节。tag3才是真正看出char c[0]和char *c的区别,char c[0]中的c并不是指针,是一个偏移量,这个偏移量指向的是a、b后面紧接着的空间,所以它其实并不占用任何空间。tag4更加补充说明了这一点。所以,上面的struct pppoe_tag的最后一个成员如果用char *tag_data定义,除了会占用多4个字节的指针变量外,用起来会比较不方便:方法一,创建时,可以首先为struct pppoe_tag分配一块内存,再为tag_data分配内存,这样在释放时,要首先释放tag_data占用的内存,再释放pppoe_tag占用的内存;方法二,创建时,直接为struct pppoe_tag分配一块struct pppoe_tag大小加上tag_data的内存,从例一的420行可以看出,tag_data的内容要进行初始化,要让tag_data指向 strct pppoe_tag后面的内存。
1
struct
pppoe_tag
{ 2 __u16 tag_type; 3 __u16 tag_len; 4 char * tag_data; 5 }
__attribute ((packed));
6
7
struct
pppoe_tag
*
sample_tag;
8
__u16 sample_tag_len
=
10
;
方法一:
1
sample_tag
=
(
struct
pppoe_tag
*
)malloc(
sizeof
(
struct
pppoe_tag));
2
sample_tag
->
tag_len
=
sample_tag_len;
3
sample_tag
->
tag_data
=
malloc(
sizeof
(
char
)
*
sample_tag_len);
4
sample_tag
->
tag_data[
0
]
=
释放时:
1
free(sample_tag
->
tag_data);
2
free(sample_tag);
方法二:
1
sample_tag
=
(
struct
pppoe_tag
*
)malloc(
sizeof
(
struct
pppoe_tag)
+
sizeof
(
char
)
*
sample_tag_len);
2
sample_tag
->
tag_len
=
sample_tag_len;
3
sample_tag
->
tag_data
=
((
char
*
)sample_tag)
+
sizeof
(
struct
pppoe_tag);
4
sample_tag
->
tag_data[
0
]
=
释放时:
1
free(sample_tag);
所以无论使用那种方法,都没有char tag_data[0]这样的定义来得方便。
讲了这么多,其实本质上涉及到的是一个C语言里面的数组和指针的区别问题。char a[1]里面的a和char *b的b相同吗?《Programming Abstractions in C》(Roberts, E. S.,机械工业出版社,2004.6)82页里面说:“arr is defined to be identical to &arr[0]”。也就是说,char a[1]里面的a实际是一个常量,等于&a[0]。而char *b是有一个实实在在的指针变量b存在。所以,a=b是不允许的,而b=a是允许的。两种变量都支持下标式的访问,那么对于a[0]和b[0]本质上是否有区别?我们可以通过一个例子来说明。
例二:
10
#include
<
stdio.h
>
20
#include
<
stdlib.h
>
30
40
int
main()
50
{ 60 char a[ 10 ]; 70 char * b; 80 90 a[ 2 ] = 0xfe ; 100 b[ 2 ] = 0xfe ; 110 exit( 0 ); 120 }
编译后,用objdump可以看到它的汇编:
080483f0
<
main
>
: 80483f0:
55
push
%
ebp 80483f1:
89
e5 mov
%
esp,
%
ebp 80483f3:
83
ec
18
sub $
0x18
,
%
esp 80483f6: c6
45
f6 fe movb $
0xfe
,
0xfffffff6
(
%
ebp) 80483fa: 8b
45
f0 mov
0xfffffff0
(
%
ebp),
%
eax 80483fd:
83
c0
02
add $
0x2
,
%
eax
8048400
: c6
00
fe movb $
0xfe
,(
%
eax)
8048403
:
83
c4 f4 add $
0xfffffff4
,
%
esp
8048406
: 6a
00
push $
0x0
8048408
: e8 f3 fe ff ff call
8048300
<
_init
+
0x68
>
804840d:
83
c4
10
add $
0x10
,
%
esp
8048410
: c9 leave
8048411
: c3 ret
8048412
: 8d b4
26
00
00
00
00
lea
0x0
(
%
esi,
1
),
%
esi
8048419
: 8d bc
27
00
00
00
00
lea
0x0
(
%
edi,
1
),
%
edi
可以看出,a[2]=0xfe是直接寻址,直接将0xfe写入&a[0]+2的地址,而b[2]=0xfe是间接寻址,先将b的内容(地址)拿出来,加2,再0xfe写入计算出来的地址。所以a[0]和b[0]本质上是不同的。但当数组作为参数时,和指针就没有区别了。
int
do1(
char
a[],
int
len);
int
do2(
char
*
a,
int
len);
这两个函数中的a并无任何区别。都是实实在在存在的指针变量。
顺便再说一下,对于struct pppoe_tag的最后一个成员的定义是char tag_data[0],某些编译器不支持长度为0的数组的定义,在这种情况下,只能将它定义成char tag_data[1],使用方法相同