爲什麼在memcpy工作時reinterpret_cast失敗？

Question

我正在寫一些套接字代碼，並基於我使用IPv4或IPv6的一些參數。爲此，我有這樣的代碼：

struct sockaddr final_addr; 
... 
struct sockaddr_in6 addr6; 
... 
memcpy(&final_addr, &addr6, size); 
... 
bind(fd, &final_addr, size); 

這工作正常。但是，如果我這樣做（這是我最初的想法）

struct sockaddr final_addr; 
... 
struct sockaddr_in6 addr6; 
... 
final_addr = *reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&addr6); 
... 
bind(fd, &final_addr, size); 

那麼它bind與Cannot assign requested address錯誤失敗。

請注意，如果我切換到IPv4的sockaddr_in，此不正確的代碼工作正常。

這是怎麼回事嗎？爲什麼我不能重新解釋爲sockaddr？

Answer 1

如果代碼size的第一個版本是sizeof(addr6)（如你在註釋中規定），那麼代碼的第一個版本使用memcpy複製sizeof(struct sockaddr_in6)字節的數據。

該代碼的第二個版本使用常規struct sockaddr分配來僅複製sizeof(struct sockaddr)字節。

sizeof(struct sockaddr)小於sizeof(struct sockaddr_in6)，這使得這兩個代碼樣本不同。

請注意，在第一個版本中，memcpy中的收件人對象的類型爲struct sockaddr，即它小於複製的字節數。發生內存溢出，這會破壞存儲在相鄰內存位置的其他一些數據。該代碼僅在意外情況下「有效」。即如果這個位「起作用」，那麼其他一些代碼（依賴於現在破壞的數據的代碼）很可能會失敗。

Answer 2

sockaddr不足以容納來自的數據。第一個代碼示例「有效」僅僅是因爲源地址數據正在被完全複製，並且您正在將完整地址傳遞到bind()，但在複製過程中也會丟棄堆棧內存。第二個代碼示例不起作用，因爲它在分配過程中截斷了地址數據，但它不再破壞堆棧內存。

這兩個代碼示例都不能正常工作於IPv6，但兩者都能「正常」工作，因爲sockaddr足夠大以容納來自sockaddr_in的數據，因此不會發生垃圾或截斷事件。

爲了確保final_addr是大到足以容納從任sockaddr_in或數據，它需要被聲明爲sockaddr_storage代替，其被保證是足夠大以從保持數據的任何sockaddr_...結構類型：

struct sockaddr_storage final_addr; 
int size; 

if (use IPv6) 
{ 
    struct sockaddr_in6 addr6; 
    // populate addr6 as needed... 

    memcpy(&final_addr, &addr6, sizeof(addr6)); 
    or 
    *reinterpret_cast<struct sockaddr_in6*>(&final_addr) = addr6; 

    size = sizeof(addr6); 
} 
else 
{ 
    struct sockaddr_in addr4; 
    // populate addr4 as needed... 

    memcpy(&final_addr, &addr4, sizeof(addr4)); 
    or 
    *reinterpret_cast<struct sockaddr_in*>(&final_addr) = addr4; 

    size = sizeof(addr4); 
} 

bind(fd, reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&final_addr), size); 

一個更好的選擇是使用getaddrinfo()或相當於爲您創造一個合適的sockaddr_...內存塊：

struct addrinfo hints; 
memset(&hints, 0, sizeof(hints)); 

hints.ai_flags = AI_NUMERICHOST; 
hints.ai_family = AF_UNSPEC; 

struct addrinfo *addr = NULL; 

if (getaddrinfo("ip address here", "port here", &hints, &addr) == 0) 
{ 
    bind(fd, addr->ai_addr, addr->ai_addrlen); 
    freeaddrinfo(addr); 
} 

或者：

struct addrinfo hints; 
memset(&hints, 0, sizeof(hints)); 

hints.ai_flags = AI_PASSIVE; 
hints.ai_family = AF_UNSPEC; 
hints.ai_socktype = ...; // SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, etc... 
hints.ai_protocol = ...; // IPPROTO_TCP, IPPROTO_UDP, etc... 

struct addrinfo *addrs = NULL; 

if (getaddrinfo(NULL, "port here", &hints, &addrs) == 0) 
{ 
    for (struct addrinfo *addr = addrs; addr != NULL; addr = addr->ai_next) 
    { 
     int fd = socket(addr->ai_family, addr->ai_socktype, addr->ai_protocol); 
     if (fd != -1) 
     { 
      bind(fd, addr->ai_addr, addr->ai_addrlen); 
      // save fd somewhere for later use 
      ... 
     } 
    } 
    freeaddrinfo(addrs); 
}