Hatred's Log Place

DON'T PANIC!

Aug 28, 2010 - 3 minute read - Comments - programming

Гоняем структуры по сети, часть вторая

Тут уже писал про проблему пересылки/приёмки структурированных данных по сети.

На нашей целевой платформе нельзя применять сторонние библиотеки (типа libpack, как в предыдущей статье), и, так вышло (лучи ненависти), что #pragma pack() то работает, то не работает, да ещё стоит условие, что данные должны быть преобразованы к сетевому виду (ntohs(), ntohl(), htons(), htonl()), поэтому я сделал на макросах такой фит ушами:

/**************************************************************************************************/
/* Паковка и распаковка данных, для передачи по сети ---------------------------------------------*/
/**************************************************************************************************/

// Распаковка массива в структуры
/**
 Начало блока распаковки массива данных, на которые указывает <br/>c ptr и размера <br/>c size
 */
#define unpack_begin(ptr, size) { <br/>
            size_t   __addr = 0; <br/>
            size_t   __size = (size_t)(size); <br/>
            uint8_t *__ptr  = (uint8_t*)(ptr); <br/>
            union { <br/>
                uint8_t        cc[8]; <br/>
                uint16_t       ii[4]; <br/>
                uint32_t       ll[2]; <br/>
                float          ff[2]; <br/>
                double         dd;    <br/>
            } __swapd; (void)(__swapd)

/**
 Распаковка очередной порции данных в <br/>c target
 */
#define unpack_next(target) <br/>
            pack_printf("Unpack <br/>"%s<br/>"... Size: %d, current offset: %d, current size: %d<br/>n", #target, __size, __addr, sizeof(target)); <br/>
            if ((__addr + (int)sizeof(target)) <= (__size)) <br/>
            { <br/>
                memcpy(&(target), __ptr + __addr, sizeof(target)); <br/>
                __addr += sizeof(target); <br/>
            } (void)(0)

/**
 Распаковка очередной порции данных в <br/>c target, с преобразованием из сетевого вида
 Сетевое преобразование работает для простых типов размерос 2 (short), 4 (int, float)
 и 8 (lint32_tlint32_t double) байтint16_t остальных данных
 */
#define unpack_net_next(target) <br/>
            unpack_next(target); <br/>
            switch(sizeof(target)) <br/>
            { <br/>
                case 2: <br/>
                    memcpy(&__swapd.ii[0], &target, 2); <br/>
                    __swapd.ii[0] = ntohs(__swapd.ii[0]); <br/>
                    memcpy(&target, &__swapd.ii[0], 2); <br/>
                    break; <br/>
                case 4: <br/>
                    memcpy(&__swapd.ll[0], &target, 4); <br/>
                    __swapd.ll[0] = ntohl(__swapd.ll[0]); <br/>
                    memcpy(&target, &__swapd.ll[0], 4); <br/>
                    break; <br/>
                case 8: <br/>
                    memcpy(&__swapd.dd, &target, 8); <br/>
                    __swapd.ll[0] = ntohl(__swapd.ll[0]); <br/>
                    __swapd.ll[1] = ntohl(__swapd.ll[1]); <br/>
                    memcpy(&target, &__swapd.dd, 8); <br/>
                    break; <br/>
            } (void)(0)

/**
 Конец блока распаковки
 */
#define unpack_end() } (void)(0)


// Паковка данных из элементов струтуры в массив данных
/**
 Начало блока паковки данных в <br/>c ptr размером <br/>c size
 */
#define pack_begin(ptr, size) unpack_begin(ptr, size)

// Внутренний вспомогательный макрос, как общая часть для pack_next()/pack_net_next()
#define _pack_next_intr(source, data) <br/>
            printf("Pack <br/>"%s<br/>"... Size: %d, current offset: %d, current size: %d<br/>n", #source, __size, __addr, sizeof(source)); <br/>
            if ((__addr + (int)sizeof(source)) <= (__size)) <br/>
            { <br/>
                memcpy(__ptr + __addr, &(data), sizeof(source)); <br/>
                __addr += sizeof(source); <br/>
            } (void)(0)

/**
 Пакует очередной элемент
 */
#define pack_next(source) <br/>
            _pack_next_intr(source, source)

/**
 Пакует очередной элемент, преобразовывая его в сетевой вид
 */
#define pack_net_next(source) <br/>
            switch(sizeof(source)) <br/>
            { <br/>
                case 2: <br/>
                    memcpy(&__swapd.ii[0], &source, 2); <br/>
                    __swapd.ii[0] = htons(__swapd.ii[0]); <br/>
                    _pack_next_intr(source, __swapd.ii[0]); <br/>
                    break; <br/>
                case 4: <br/>
                    memcpy(&__swapd.ll[0], &source, 4); <br/>
                    __swapd.ll[0] = htonl(__swapd.ll[0]); <br/>
                    _pack_next_intr(source, __swapd.ll[0]); <br/>
                    break; <br/>
                case 8: <br/>
                    memcpy(&__swapd.dd, &source, 8); <br/>
                    __swapd.ll[0] = htonl(__swapd.ll[0]); <br/>
                    __swapd.ll[1] = htonl(__swapd.ll[1]); <br/>
                    _pack_next_intr(source, __swapd.dd); <br/>
                    break; <br/>
                default: <br/>
                    pack_next(source); <br/>
                    break; <br/>
            } (void)(0)

/**
 Конец блока паковки данных
 */
#define pack_end()            unpack_end()

Можно ещё оптимизировать, тут оверхед с переменными вспомогательными, можно без них в большинстве случаев. Ну и, кажется, не совсем корректная работа с величинами больше 4 байт (double), но на серверной машине, по-моему, вообще залепа сделана, посмотрим как работать будет :)

Пример использования для отсылки данных:

struct Data {
  short     id;
  float      d;
  long      tm;
} data;

data.id = 0;
data.d  = 73.3;
data.tm = 0xFEFD;

int n;

size_t data_size = 2 + 4 + 4; // sizeof(short) + sizeof(float) + sizeof(long) - поля структуры
char *data_ptr;

data_ptr = calloc(data_size, sizeof(char));

pack_begin(data_ptr, data_size);
  pack_net_next(data.id);
  pack_net_next(data.d);
  pack_net_next(data.tm);
pack_end();

n = send(sock, data_ptr, data_size, 0);

Пример получения данных:

struct Data {
  short     id;
  float      d;
  long      tm;
} data;

int n;

size_t data_size = 2 + 4 + 4; // sizeof(short) + sizeof(float) + sizeof(long) - сколько данных получить нужно
char *data_ptr;

data_ptr = calloc(data_size, sizeof(char));

n = recv(sock, data_ptr, data_size, 0);

unpack_begin(data_ptr, data_size);
  unpack_net_next(data.id);
  unpack_net_next(data.d);
  unpack_net_next(data.tm);
unpack_end();

// Тут структура заполнена распакованными данными

Если преобразование в сетевой вид не нужно, используйте pack/unpack_next()