在 JNA 的联合内映射结构

Question

我正在尝试使用 JNA 将 Solaris 11.3 中的 kstat library 映射到 Java。虽然我已经设法让大部分结构正常工作，但在过去的 24 小时里，我一直在与一个特别困难的联合结构内联合体作斗争。

我成功地检索了一个指向 kstat_named 结构的指针，我需要使用 kstat_data_lookup()。我的代码正确检索了此 C 结构中的大部分数据（名称、data_type 和联合的非结构成员）：

typedef struct kstat_named {
   char    name[KSTAT_STRLEN];    /* name of counter */
   uchar_t data_type;             /* data type */
   union {
            charc[16];            /* enough for 128-bit ints */
            struct {
               union {
                   char *ptr;    /* NULL-terminated string */
               } addr;
               uint32_t len;     /* length of string */
            } str;
            int32_t   i32;
            uint32_t  ui32;
            int64_t   i64;
            uint64_t  ui64;

  /* These structure members are obsolete */

            int32_t   l;
            uint32_t  ul;
            int64_t   ll;
            uint64_t  ull;
         } value;                /* value of counter */
} kstat_named_t;

我已经在 JNA 中映射如下：

class KstatNamed extends Structure {
    public static class UNION extends Union {
        public byte[] charc = new byte[16]; // enough for 128-bit ints
        public Pointer str; // KstatNamedString
        public int i32;
        public int ui32;
        public long i64;
        public long ui64;
    }

    public byte[] name = new byte[KSTAT_STRLEN]; // name of counter
    public byte data_type; // data type
    public UNION value; // value of counter

    public KstatNamed() {
        super();
    }

    public KstatNamed(Pointer p) {
        super();
        this.useMemory(p);
        this.read();
    }

    @Override
    public void read() {
        super.read();
        switch (data_type) {
        case KSTAT_DATA_CHAR:
            value.setType(byte[].class);
            break;
        case KSTAT_DATA_STRING:
            value.setType(Pointer.class);
            break;
        case KSTAT_DATA_INT32:
        case KSTAT_DATA_UINT32:
            value.setType(int.class);
            break;
        case KSTAT_DATA_INT64:
        case KSTAT_DATA_UINT64:
            value.setType(long.class);
            break;
        default:
            break;
        }
        value.read();
    }

    @Override
    protected List<String> getFieldOrder() {
        return Arrays.asList(new String[] { "name", "data_type", "value" });
    }
}

此代码适用于 int32 类型 (KSTAT_DATA_INT32)。但是，当数据类型为 KSTAT_DATA_STRING 时，对应于 union 中的 str 结构，我无法正确检索数据。

我已经映射了这样的嵌套结构：

class KstatNamedString extends Structure {
    public static class UNION extends Union {
        public Pointer ptr; // NULL-terminated string
    }

    public UNION addr;
    public int len; // length of string

    public KstatNamedString() {
        super();
    }

    public KstatNamedString(Pointer p) {
        super();
        this.useMemory(p);
        this.read();
    }

    @Override
    public void read() {
        super.read();
        addr.setType(Pointer.class);
        addr.read();
    }

    @Override
    protected List<String> getFieldOrder() {
        return Arrays.asList(new String[] { "addr", "len" });
    }
}

最终我试图复制这个 C 宏的行为：

#define KSTAT_NAMED_STR_PTR(knptr) ((knptr)->value.str.addr.ptr)

我尝试了多种不同的方法来尝试访问上述结构，但它似乎从未读取过正确的数据（len 值以百万计，并试图读取字符串 ptr 导致段错误）。我试过：

Pointer p = LibKstat.INSTANCE.kstat_data_lookup(ksp, name);
KstatNamed data = new KstatNamed(p);
KstatNamedString str = new KstatNamedString(data.value.str);
return str.addr.ptr.getString(0); // <--- Segfault on C side

我也试过：

指定 KstatNamedString 作为类型而不是 Pointer 类型
在结构和联合中使用 ByReference 的各种组合

我到处搜索，包括尝试我认为有希望的结果 here，但似乎没有任何效果。

我确定我遗漏了一些简单的东西。

Answer 1

使用 KstatNamedString 代替 Pointer 类型。

像这样更改基于指针的构造函数：

public KstatNamed(Pointer p) {
    super(p);
    this.read();
}

public KstatNamedString(Pointer p) {
    super(p);
    this.read();
}

并将 str 结构字段的 addr 字段更改为简单的 Pointer （不需要它周围的联合位）。

public Pointer /*UNION*/ addr;

运行带有 -Djna.dump_memory=true 的 JVM，并将新初始化的 Structure 打印为字符串。这将向您展示 JNA 如何解释结构的内存布局，以及如何初始化本机内存。这应该可以帮助您确定如何提取您正在寻找的字符串（假设它在那里）。

您还可以将联合 read() 方法调整为在设置联合类型之前仅读取类型字段（使用 Structure.readField("data_type")）。

在 JNA 的联合内映射结构

Mapping a structure inside a union in JNA

struct

solaris

jna

unions

kstat