慎用c语言的#pragma pack

karma303

  下午调整了一下ARP模块的代码，因为要支持多网卡。
  修改完之后，发现出去的ARP包的source ip字段总是255,0.0.0 。

  我开始没当回事，猜肯定是哪行代码手误了。
  找到source ip字段的赋值语句：
  arphdr->myip = htonl(netdev->ip);
  这句的含义是，arg报文从哪个网卡出去，就携带哪个网卡的IP。
  我在它前面加了一句：
  info_nic(netdev);
  想看看这个netdevice的基本信息。 打印输出的信息里，ip是正常的:192.168.0.9。

  于是再在前面插一句：
  oprintf("< %x >", netdev->ip);
  输出的却是<0xff000000>。

  这时候觉得不对劲儿了，因为info_nic()里访问ip字段，用的几乎就是这句代码了。 而且这两句代码连在一起：
  oprintf("< %x >", netdev->ip);
  info_nic(netdev);
  看的真真切切，访问的也是同一个netdev呀。

  这时候有些慌。。还是缺少裸机调试的经验，离开了gdb，正常的思维都没有了。

  这时候，正确的思维，是再插上一句
  oprintf("%x", &netdev->ip)。                                          //打印ip字段的地址，而非ip字段
  同时在info_nic()里也插上这么一句。看看，两处访问的ip字段怎么就不一样了！

  我当时打印的是&netdev。发现输出是相同的，就放弃这个方向了。 转而去观察这个异常的ip字段附近的内存面貌：
----------------为了便于阅读，代码有细微调整------------
    struct eax { u8 al; u8 ah; u8 AL; u8 AH;};
    struct eax *ip = (void *)&netdev->ip;
    struct eax *_eax = ip - 1;
    struct eax *eax_ = ip + 1;
    oprintf("  +eax:%u.%u.%u.%u    direct ip: %u.%u.%u.%u     -eax:%u.%u.%u.%u",
                   eax_->AH, eax_->AL, eax_->ah, eax_->al,
                    ip->AH, ip->AL, ip->ah, ip->al,
                    _eax->AH, _eax->AL, _eax->ah, _eax->al);
  上面的代码看不懂也没关系，反正就是打印ip字段两侧的内存。eax没什么特殊含义，顺手取的名字。
  输出 +eax: 0.9.255.255  direct ip: 255.0.0.0  -eax 2.1.0.0 。
  最前面那个"0.9" 不就是ip字段"192.168.0.9"的尾巴么。 "255.255.255.0"不就是它旁边的子网掩码么。
  struct net_device{
    ...
    u32 ipmask;
    u32 ip;
    u32 gateway_ip;
};
    赶紧扩大范围看一看：
  （省略测试代码）
   ++eax 0.1.192.168 +eax: 0.9.255.255  direct ip: 255.0.0.0  -eax 2.1.0.0  --eax 0.0.0.0

  这就有线索了，程序代码本来是访问ip字段的，但是偏了6个字节。

  这时立刻想到是 #pragma pack()的问题，只有它会造成同一个结构体在两个c文件里编译后，成员的布局有微小的差异。

  为了确定，分别在info_nic()（在dev.c里）和arp.c里 oprintf("%x", sizeof(struct net_device));
  分别输出96和90 。
  果然，而且整好相差的就是6个字节。

  接下来就没什么难度了，很快找到是arp.h里的:
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
忘了写对应的#pragma pack(pop) 。

  总结一下：感觉调试的时候，最忌讳的就是先怀疑basic facility出了问题（例如怀疑自己实现的printf()有bug）， 怀疑内存越界。首先一定要用最常规的思路分析，直到山穷水尽，再怀疑到内存越界或者basic facility头上，那这个时间的耽误也是值得的。不然调试会很痛苦。

  最后，补上一点关于pack的话：
  感觉gcc对#pragma pack(push) 与 #pragma pack(pop)的配对检查挺弱的，有时间还是自己写个语法检查的小程序为好，就让它扫描项目里的所有文件，发现push没有匹配的pop就报错，或者push和pop之间include了其它头文件，也要报错。
  另外，gcc是有个__attribute__ ((packed))的扩展的，但感觉不实用，因为结构体里常常嵌套结构体，它对后者就不起作用。像：
struct abc{
        struct{
            char a;
            short b;
            char c;
        } inner;
        int c;
    }__attribute__((packed));
打印sizeof，输出是10。
其实我们想要的是8. 只有inner也加上packed修饰，输出才对。


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  最后，请教管理员，论坛上的积分能用钱买吗？ 我想把自己的github链接放到个人签名里，但是照我的发帖速度，我估计我猴年马月也攒不够分。。。

Godbach

回复 1# karma303

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nswcfd

有时间还是自己写个语法检查的小程序为好，就让它扫描项目里的所有文件，发现push没有匹配的pop就报错，或者push和pop之间include了其它头文件，也要报错。

这个思路不错，也挺实用的。