套接字:在没有memcpy的情况下，使用recvfrom将UDP数据获取到字对齐的缓冲区

我承认对套接字编程一无所知。

实际上，我只是想为一个有工作UDP接口的硬件编写一个非常简单的测试工具。测试工具应该能够向硬件发送UDP数据包，并从中接收UDP数据包。将接收到的UDP数据包立即返回设备，并可能重复。

关键的一点是，设备期望数据为32位字。这意味着UDP数据包的实际数据内容需要进行字对齐，而且在我的测试工具的接收端，我需要将数据缓冲区处理为32位字对齐缓冲区。

同时，UDP标头的大小意味着，从硬件中出来，在实际数据之前，数据字段的前面有2个字节的填充，因为当你添加所有不同的标头时，你最终会得到一个数据偏移的起始位置，它不是32位字对齐的，它偏离了半个字。

我认为可行的方法是在UDP接收函数中定义一个字对齐的缓冲区，然后从一个指针传递给recvfrom，该指针转换为一个字符，然后偏移2(对应于半字未对齐)。在这种情况下，实际的数据字应该在返回给用户的缓冲区中对齐，填充到缓冲区第一个字的后半字中。但它在recvfrom函数中出现了故障。就好像recvfrom决定将数据缓冲区的开头放在32位字的边界上，这是它绝对不能做的

一般来说，这是内部行为吗？如果是这样的话，人们似乎真的别无选择，只能做一个荒谬而低效的记忆；在我看来，没有其他解决方案似乎并不特别可信。那么，我如何才能在单词边界上正确复制数据单词呢？

这是接收功能。请注意，如果用注释行替换活动行，函数不会segfault，所以我可以肯定地将这些行作为问题隔离开来。(这样做只是一个调试步骤，对解决问题没有帮助，因为如果这样做了，那么稍后当我去读单词时，由于预期的原因，它就不起作用了)

bool EthernetSoftwareIF::receiveUDP(rx_entry_t &rxdata)
{        
uint32_t *data_w = new uint32_t[350]; // need a word-aligned buffer
//char *data = (char *)data_w; 
char *data = ((char *)data_w)+sizeof(uint16_t); // adjust for 2-byte padding
#ifdef SIMULATION
// simulation mode
int len = sizeof(this->remoteServAddr);
int bytecount = this->socket_if.recvfrom(data, sizeof(data_w)-sizeof(uint16_t), MSG_DONTWAIT, (sockaddr*)&(this->remoteServAddr), &len );
//int bytecount = this->socket_if.recvfrom(data, sizeof(data_w), MSG_DONTWAIT, (sockaddr*)&(this->remoteServAddr), &len );
#else
socklen_t len = sizeof(this->remoteServAddr);
int bytecount = recvfrom(this->udp_socket, data, sizeof(data_w)-sizeof(uint16_t), MSG_DONTWAIT, (sockaddr*)&(this->remoteServAddr), &len );
//int bytecount = recvfrom(this->udp_socket, data, sizeof(data_w), MSG_DONTWAIT, (sockaddr*)&(this->remoteServAddr), &len );
#endif
if (bytecount < 0)
{
#ifdef SIMULATION
printf("EthernetSoftwareIF::receiveUDP: error during packet reception (error code: %d).n",this->socket_if.lasterror());
#else
printf("EthernetSoftwareIF::receiveUDP: error during packet reception.n");
#endif
return false;
}
rxdata.uiBytes = bytecount;
rxdata.uiSourceIP = htonl(this->remoteServAddr.sin_addr.s_addr);
rxdata.uiSourcePort = htons(this->remoteServAddr.sin_port);
rxdata.uiDestPort = REMOTE_SERVER_PORT;
rxdata.pData = (void*)data_w;
return true; 
}  

(针对移民的回答)

是的，我知道它没有给我头球，我也不需要看。但问题是，一旦通过所有标头，缓冲区的开头就不会对齐。报头的大小使得报头中的最后一个数据字节位于半字边界而不是字边界。

因此，数据缓冲区将从半字边界开始。这意味着数据缓冲区中的前半个字需要填充，以便缓冲区中实际数据是字对齐的。然后我需要从缓冲区中读出单词，从第一个真正的单词开始。我将在我实际收到的UDP数据包中看到的是：

<halfword_padding><first_word><word>...<last_word>

因此，我想做的是确保我设置recvfrom写入的接收缓冲区在其分配的空间开始时是字对齐的，但作为将来自接收到的udp数据包的数据的第一部分的半字填充被放置到该缓冲区的第二半字中，以便我的数据的后续实际第一个字将在分配的接收缓冲器的第二个字中，并且我可以在字对齐的边界上直接从中读取。因此，数据缓冲区一旦填满，应该看起来像：

<first_halfword(ignored)><halfword_padding><first_word><word>...<last_word>

这有道理吗？

2014年2月26日更新

我一直在对recvfrom行以及如何设置缓冲区data_w和缓冲区指针数据进行一些实验。似乎很清楚的是：

如果您在recvfrom的buffer参数中提供的缓冲区指针指向已分配缓冲区的开始，则recvfrom将正常进行。但是，如果您给它一个指针，该指针与分配的缓冲区的起始地址有一个偏移量，则结果是不可预测。指定偏移量和缓冲区长度的各种不同方式导致了截然不同的结果。

因此，在我的情况下，如果我给recvfrom一个指向data_w的指针(我似乎可以将其转换为任何类型)，那么recvfrom就会成功。但是，如果数据是从转换为类型和偏移量派生的，那么recvfrom会以各种不同且表面上不相关的方式中断。

我不明白recvfrom怎么可能对外部声明的缓冲区中的偏移量敏感，但我看到的事实就是事实。也许有人可以揭示recvfrom的内部原因，从而解释这种行为。

与此同时，如果真的是这样的话，那么结论似乎是：如果你需要读取在整个UDP数据包的字边界上对齐的数据，因此在数据包的数据部分的开头至少有2个字节的填充，你别无选择，只能使用memcpy来重新对齐数据。这似乎有点令人难以置信——当然还有其他选择不需要在两个不同的缓冲区之间进行转换吗？