C中的指针算术和读/写答案

【问题标题】：Pointer Arithmetic and Read/Write in CC中的指针算术和读/写
【发布时间】：2013-12-10 16:37:20
【问题描述】：

我正在编写一些非常低级的 C 代码来模拟家庭作业项目的“文件系统”。文件系统由固定大小的块（1024B）组成，但允许一个“文件”跨越多个不连续的块。

我需要能够将任何类型的void *buf 写入具有模仿write 的函数的文件。假设我们有以下签名myWrite(int blockNum, void *buf, int nbytes。

假设nbytes 大于1024，所以我必须写入多个块。所以我需要做类似的事情：

int remainder = nbytes - 1024;
myWrite(firstBlock, buf, 1024);
myWrite(nextBlock, (buf + 1024), remainder);

myWrite 调用下面的标准write 函数，传入类似的参数。

问题在于指针算术，当我在void* 上进行指针算术时，C 不喜欢。我得到一个EINVAL 或EARGS（取决于Mac 还是Linux）说C 不喜欢我传递给write 系统调用的指针，因为它是通过void 指针算法生成的。

问题是，我不知道我要写什么样的数据类型。有时是 char *，有时是自定义的东西，例如 my_type *，代表程序代码中的结构。

有没有办法解决这个问题？我需要有一个这样的概括性写作。我当前的实现大部分时间都有效，但有时会失败。

【问题讨论】：

假设buf被声明为void *，并且1024是一个字节数，那么(unsigned char *) buf + 1024应该没问题。
这适用于任何数据类型吗？
如果你只是写出字节，那么底层类型是无关紧要的。
我在写调用中仍然收到无效参数。有趣的是，当我做类似的事情但使用 read() 时，我没有收到错误。
虽然形式上不正确，但void * 指针算法应该没有问题，因为 Linux 下的每个主要编译器都在执行预期和记录的操作。我猜，您的 buf 太小或 nbytes - 1024 评估为负数或太大。我建议通过strace 和/或valgrind 运行您的程序

标签： c pointers io filesystems system-calls

【解决方案1】：

问题在于指针运算，当我在 void* 上进行指针运算时，C 不喜欢

没错：C 禁止您将整数添加到void*，因为它不知道如何将数字转换为使指针前进的字节数。通常，乘数可以从指针的类型导出。但是，void* 没有类型，因此 C 禁止对其进行算术运算。

C 不介意您是否对已知大小的其他指针类型进行指针运算。您可以将void* 指针转换为uint8_t* 指针、char* 指针或任何其他指向sizeof(*ptr) 等于1 的类型的指针，并在进行算术运算之前对其进行算术运算操作：

myWrite(nextBlock, ((char*)buf) + 1024, remainder);

函数本身应该继续使用void*。

【讨论】：

【解决方案2】：

坚持使用void *-pointers。

当需要按字节进行指针运算时，只需将void *-指针转换为char *（因为sizeof(char) 被定义为等于1）：

int a[2] = {47, 11};
void * p = &a[0];

printf("%d\n", *((int *)p)); /* Prints 47. */

p = ((char *) p) + sizeof(a[0]); /* Increments p by sizeof(int) bytes. */

printf("%d\n", *((int *)p)); /* Prints 11. */

另外请注意：要键入描述内存量或索引的整数，请使用size_t，因为它保证足够宽以寻址/索引编译代码的机器上的所有内容。

【讨论】：