无法从常驻 .c 文件访问不透明指针

Question

访问不透明结构内部的结构时，我遇到了奇怪的分段错误。我最近刚刚了解了不透明指针，但我的猜测是，我在内部结构的分配方面做错了。但是，在第一次调用该结构时，它似乎可以工作，并且在同一方法中无法访问它。

所以我在 connection.h:

中定义了我的不透明结构指针

#ifndef _Connection_h
#deifne _Connection_h
// Connection opaque pointer
typedef struct connection;
// API
_Bool connection_connect(struct connection *self);
#endif // _Connection_h

然后在 connection.c 内部分配类型为 struct sockaddr_un 的内部 serv 结构指针。

#include "../connection.h"

struct connection {
  _Bool (*connect)();
  char *(*get_name)();
  char name[MAX_NAMELEN];
  char hostname[MAX_NAMELEN];
  uint serv_id;
  struct sockaddr_un *serv; // Server socket structure
};

// ** Public Interface **
_Bool connection_connect(struct connection *self) {
  printf("Generic connection (opaque pointer)..\n");
  strcpy(self->name, SERVERNAME);
  // Socket path
  char path[108];
  strcpy(path, SERVERNAME);
  strcat(path, "_socket");
  printf("self->name = %s\n", self->name);
  // Allocate the serv socket structure
  self->serv = malloc(sizeof(*self->serv));
  strcpy(self->serv->sun_path, path);
  self->serv->sun_family = AF_UNIX;
  printf("self->serv->sun_path = %s\n", self->serv->sun_path);
  printf("self->serv->sun_family = %hn\n", self->serv->sun_family);
  
  // Locate the host
  char hostname[MAX_NAMELEN];
  gethostname(hostname, MAX_NAMELEN);
  strcpy(self->hostname, hostname);

  if ((self->serv_id = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    handle_error("Socket");
  return 1;
}

然后 connection 接口方法的分配由客户端处理。对于最小的可重现示例，client 类型实现可以像这样处理接口方法分配：

#include "../connection.h"

typedef struct connection {
  void (*connect)();
} *client;

void client_connect(client self) {
  connection_connect(self);
  printf("Client connection..\n");
}

client make_client(client self) {
  client tmp = malloc(sizeof(client));
  tmp->connect = client_connect;
  return tmp;
}

// Main procedure
int main(int argc, char **argv) {
  client c = make_client(c);
  c->connect(c);
  return 0;
}

执行后，分配的结构似乎首先被正确分配，并且它的实例在最后一个之前都可以访问 printf:

Generic connection (opaque pointer)..
self->name = freebay
self->serv->sun_path = freebay_socket
[1]    210938 segmentation fault (core dumped)

(gdb) p self->serv
 = (struct sockaddr_un *) 0x66203d2068746170
(gdb) x self->serv
0x66203d2068746170: Cannot access memory at address 0x66203d2068746170

我的问题是，为什么 self->serv 在同一方法中使用后无法访问？

Answer 1

您没有分配足够的内存：

self->serv = malloc(sizeof(struct sockaddr_un *));

您为指针分配了足够的 space 到 struct sockaddr_un，而不是其中的一个实例。指针大小小于结构大小，因此当您尝试写入结构时，您写入的结构超出了分配内存的末尾，触发 undefined behavior.

分配 space 的正确方法是：

self->serv = malloc(sizeof(struct sockaddr_un));

甚至更好：

self->serv = malloc(sizeof(*self->serv));

因为后者不关心类型是什么

此外，这是不正确的：

printf("self->serv->sun_family = %hn\n", self->serv->sun_family);

因为 %hn 期待 short int *，而不是 short int。将其更改为 %hd.

根据您提供的完整示例，我们现在可以看到您的每个 .c 文件中都有两个同名的不兼容结构。

您的主文件将 struct connection 定义为：

typedef struct connection {
  void (*connect)();
} *client;

而 connection.c 将其定义为：

struct connection {
  _Bool (*connect)();
  char *(*get_name)();
  char name[MAX_NAMELEN];
  char hostname[MAX_NAMELEN];
  uint serv_id;
  struct sockaddr_un *serv; // Server socket structure
};

您的主文件在 make_client 中创建前者的一个实例：

client tmp = malloc(sizeof(client));

这本身是无效的，因为您再次为指针而不是结构实例分配了 space。它需要是：

client tmp = malloc(sizeof(*tmp));

但即使你修复了它，你也会将这个指针传递给 connection_connect，它需要一个指向后一个结构的指针，而不是前一个。

所有将创建 struct connection 实例并修改其成员的函数都应驻留在真正定义所在的 connection.c 中。这就是不透明结构应该如何工作。

Answer 2

在将数据复制到其中之前，您不分配 self->serv->sun_path。之后肯定出问题了。

除非 sun_path 是 char 的数组。

Answer 3

编译你的代码我发现了这个：

connection.c:37:43: warning: format specifies type 'short *' but the argument has type 'sa_family_t' (aka 'unsigned char') [-Wformat]
        printf("self->serv->sun_family = %hn\n", self->serv->sun_family);
                                         ~~~     ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1 warning generated.

如果你写：

printf("self->serv->sun_family = %cn\n", self->serv->sun_family);

程序没有错误

无法从常驻 .c 文件访问不透明指针

Opaque pointer not accessable from resident .c file

c

struct

pointers

opaque-pointers