如何解决Python 和 C 结构之间的大小不匹配,默认结构对齐/填充
我有一个从 C 服务器发送到 Python 客户端的结构。 C 结构体如下所示:
// Data structure to be sent to python interface
typedef struct { //
uint32_t componentType; // 4
bool componentId_present; // 1 + 3 padding = 4
uint32_t componentIdType; // 4 + 4 padding = 8
long componentId; // 8
uint32_t componentConfigUpdate_type; // 4 + 4 padding = 8
bool componentConfigUpdate_s1AP_present; // 1 + 3 padding = 4
uint32_t componentConfigUpdate_s1AP_size; // 4
byte componentConfigUpdate_s1AP[128]; // 128
bool componentConfigUpdate_x2AP_present; // 1 + 3 padding = 4
uint32_t componentConfigUpdate_x2AP_size; // 4
byte componentConfigUpdate_x2AP[128]; // 128
} data_E2setupRequest_NodeComponentConfigUpdate_t; // 256 + 3*8 + 6*4 = 256 + 24 + 24 = 304
在 Python 中,我使用以下代码计算要接收的大小:
import struct
size = struct.calcsize("i?ili?i128s?i128s") # returns 300
如您所见,大小是不同的:304 字节与 300 字节。我已阅读 this on stackoverflow 和 The Lost Ark of Structure Packing,但我无法解释为什么与默认填充/打包规则有如此大的差异。
无论如何我通过以这种方式设置结构来解决(之前一个地方的长变量):
typedef struct {
uint32_t componentType; // 4
bool componentId_present; // 1 + 3 padding = 4
long componentId; // 8
uint32_t componentIdType; // 4 + 0 padding = 4
uint32_t componentConfigUpdate_type; // 4 + 0 padding = 4
bool componentConfigUpdate_s1AP_present; // 1 + 3 padding = 4
....
} data_E2setupRequest_NodeComponentConfigUpdate_t; // 256 + 8 + 8*4 = 256 + 8 + 32 = 296
和
import struct
size = struct.calcsize("i?lii?i128s?i128s") # returns 296
解决方法
填充仅在连续的结构成员之间自动添加。在编码结构的开头或结尾不添加填充。
您错误地计算了 C 结构的填充 - 假设典型的结构布局和 8 字节长,sizeof(data_E2setupRequest_NodeComponentConfigUpdate_t
) 将是 304 而不是 300,但 componentConfigUpdate_s1AP_present
实际上进入了您认为的空间在 componentConfigUpdate_type
之后填充。额外的 4 字节填充实际上位于结构的末尾,struct
不会添加该填充。
同样来自 struct
模块文档:
要将结构的结尾与特定类型的对齐要求对齐,请使用重复计数为零的该类型的代码结束格式。
因此,如果您希望 struct
将结构的末尾填充为 long
对齐,您可以将 0l
添加到格式字符串的末尾。
(另外,bool
是 1 个字节,而不是 4 个字节 - 在结构中的所有 bool 之后有 3 个字节的填充。您可以通过将所有 bool 放在一起来消除一些填充.)
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