Публичный размер для определенной структуры

Question

У меня есть небольшой модуль скрытия данных, который выглядит следующим образом:

/** mydata.h */
struct _mystruct_t;
typedef struct _mystruct_t mystruct;

mystruct *newMystruct();
void freeMystruct( mystruct** p );

/** mydata.c */
#include "mydata.h"
struct _mystruct_t {
    int64_t data1;
    int16_t data2;
    int16_t data3;
};
// ... related definitions ... //

По большей части это то, что я хочу; Несмотря на простоту, структура имеет строгие требования согласованности, и я действительно не хочу предоставлять доступ к членам данных.

Проблема в том, что в клиентском коде я хотел бы включить структуру в другую структуру, которую я хотел бы разместить в стеке. Прямо сейчас я прыгаю через обручи, чтобы освободить mystruct*с в некотором клиентском коде. Так как а) mystruct довольно маленький, и я действительно не думаю, что он скоро станет большим, и б) это не проблема, что клиентский код должен перекомпилироваться, если я когда-нибудь изменю mystruct, я хотел бы сделать размер mystruct общедоступным (т.е. в шапке).

Я рассмотрел две возможности:

/** mydata.h */
typedef struct {
    // SERIOUSLY DON'T ACCESS THESE MEMBERS
    int64_t data1;
    int16_t data2;
    int16_t data3;
} mystruct;

Я думаю, что недостатки здесь говорят сами за себя.

ИЛИ ЖЕ

/** mydata.h */
#define SIZEOF_MYSTRUCT (sizeof(int64_t)+sizeof(int16_t)+sizeof(int16_t))
// everything else same as before...

/** mydata.c */
// same as before...
_Static_assert (SIZEOF_MYSTRUCT == sizeof(mystruct), "SIZEOF_MYSTRUCT is incorrect")

Конечно, это кажется неидеальным, так как мне приходится обновлять это значение вручную, и я не знаю, может ли / как выравнивание структуры на самом деле привести к тому, что это будет некорректно (я думал о статическом утверждении во время написания этого вопроса, оно частично затрагивает это беспокойство).

Является ли один из них предпочтительным? Или, что еще лучше, есть ли какая-нибудь хитрая уловка, чтобы обеспечить фактическое определение структуры в заголовке, а позже как-то скрыть возможность доступа к членам?

Answer 1

Я исследовал и думал, взял один из моих потенциальных ответов и поднял его на следующий уровень; Я думаю, что это решает все мои проблемы. Пожалуйста, критикуйте.

/** in mydata.h */
typedef const struct { const char data[12]; } mystruct;
mystruct createMystruct();
int16_t exampleMystructGetter( mystruct *p );
// other func decls operating on mystruct ...


/** in mydata.c */
typedef union {
    mystruct public_block;
    struct mystruct_data_s {
        int64_t d1;
        int16_t d2
        int16_t d3;
    } data;
} mystruct_data;

// Optionally use '==' instead of '<=' to force minimal space usage
_Static_assert (sizeof(struct mystruct_data_s) <= sizeof(mystruct), "mystruct not big enough");

mystruct createMystruct(){
    static mystruct_data mystruct_blank = { .data = { .d1 = 1, .d2 = 2, .d3 = 3 } };
    return mystruct_blank.public_block;
}

int16_t exampleMystructGetter(mystruct *p) {
    mystruct_data *a = (mystruct_data*)p;
    return a->data.d2;
}

В gcc 4.7.3 он компилируется без предупреждений. Простая тестовая программа для создания и доступа через геттер также компилируется и работает как положено.

Answer 2

Я бы остался с настроенным временем генерации #define описывая размер mystruct и, возможно, typedef char[SIZEOF_MYSTRUCT] opaque_mystruct упростить создание заполнителей для mystruct.

Вероятно, идея configure time actions заслуживает некоторых объяснений. Общая идея состоит в том, чтобы

1. поместите определение mystruct в частный, не экспортируемый, но тем не менее распределенный заголовок,
2. создайте небольшое тестовое приложение, которое собирается и выполняется перед библиотекой. Тестовое приложение #include закрытый заголовок и напечатает фактический sizeof (mystruct) для данного компилятора и параметров компиляции
3. создать соответствующий скрипт, который будет создавать библиотеку config.h с #define SIZEOF_MYSTRUCT <calculated_number> и, возможно, определение opaque_mystruct.

Удобно автоматизировать эти шаги, например, с помощью приличной системы сборки.cmake, gnu autotools или любой другой при поддержке configure этап. Фактически все упомянутые системы имеют встроенные средства, которые упрощают всю задачу до вызова нескольких предопределенных макросов.

Answer 3

Вы можете создавать разные .h файл, распространяемый конечному пользователю, который определяет вашу секретную структуру как байтовый массив (вы не можете скрыть данные без криптовалюты / контрольной суммы больше, чем просто говоря "вот некоторые байты"):

typedef struct {
    unsigned char data[12];
} your_struct;

Вы просто должны убедиться, что обе структуры одинаковы для всех компиляторов и опций, таким образом используя __declspec(align()) (для VC) в коде вашей библиотеки, например:

// Client side
__declspec(align(32)) typedef struct {
    int64_t data1;
    int16_t data2;
    int16_t data3;
} mystruct;

Чтобы структура не была длиной 16В вместо обычно ожидаемых 12В. Или просто использовать /Zp опция компилятора.