使用结构指针访问 mmap 区域

Question

如果我通过有漏洞的结构类型的指针访问文件的内存映射，它可能不会将结构元素映射到正确的数据。例如。

#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/mman.h>

typedef union{
    int a;
    char c[4];
}INT;

typedef struct{
    char type;
    INT data;
}RECORD;

int main(){
    int fd;
    RECORD *recPtr;
    fd = open("./f1", O_RDWR);
    if (fd == -1){
            printf("Open Failed!\n");
    }
    printf("Size of RECORD: %d\n", sizeof(RECORD));
    recPtr = (RECORD *)mmap(0, 2*sizeof(RECORD), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (recPtr == MAP_FAILED){
            printf("Map Filaed!\n");
    }
    printf("type: %c, data: %c%c%c%c\n", recPtr->type, recPtr->data.c[0], recPtr->data.c[1], recPtr->data.c[2], recPtr->data.c[3]);
}

如果文件“f1”包含以下数据：

012345678

上述程序给出的输出是

Size of RECORD: 8
type: 0, data: 4567

因为字符 123 被结构孔吃掉了。

有没有办法在不使用 pragma pack 指令且不更改结构中元素的顺序的情况下避免这种情况。

Answer 1

您基本上有以下选择：

1. 接受填充。只要您的数据不需要跨架构移植，这就很好（也是最快的选择）。
2. 使用 __attribute__((packed)) 或类似于编译器插入的控制填充（推荐，但要求您使用编译器扩展）

3. 在字节级别手动访问，而不使用结构。例如：

   字符类型；
   整数数据；
   
   memcpy(&type, ((char *)recPtr), 1);
   memcpy(&data, ((char *)recPtr) + 1, sizeof(data));
   

Answer 2

直接将二进制数据读入结构会导致灾难。这意味着您在未经验证的情况下对某些输入的结构做出假设；当然，您可以事后检查结构的完整性。但通常情况下，您必须对输入数据进行架构相关的调整。考虑低端字节序与大端字节序。不同的字长、打包规则等。

长话短说：不要陷入黑暗面，它是快速破解的诱人承诺。

读取文件的唯一正确方法是逐个八位组读取它；当然，您可以在缓冲区中读取更大的块，但是您应该通过查看每个位来处理它们。如果您担心性能，您应该阅读“计算机编程的艺术”的第 1 卷和第 4 卷中已发布的内容，其中深入解释了如何在不忽略任何数据的情况下有效地处理数据流。

或者使用 Google 的协议缓冲区。