Как читать байты структуры в Swift

Я работаю с различными структурами в Swift, которые мне нужны, чтобы иметь возможность взглянуть на память напрямую.

Как я могу посмотреть на структурный байт за байтом?

Например:

struct AwesomeStructure {
  var index: Int32
  var id: UInt16
  var stuff: UInt8
  // etc.
}

Компилятор не позволит мне сделать это:

func scopeOfAwesomeStruct() {
    withUnsafePointer(to: &self, { (ptr: UnsafePointer<Int8>) in
    })
}

Очевидно, потому что withUnsafePointer это шаблонная функция, которая требует UnsafePointer быть того же типа, что и self,

Итак, как я могу сломаться self (мои структуры) на 8 кусочков? Да, я хочу иметь возможность смотреть на index в 4-х, 8-битных и т. д.

(В этом случае я пытаюсь перенести алгоритм CRC из C#, но эта проблема меня смутила и по другим причинам.)

Источник

3 ответа

Решение

Ты можешь использовать withUnsafeBytes(_:) прямо так:

mutating func scopeOfAwesomeStruct() {
    withUnsafeBytes(of: &self) {rbp in
        let ptr = rbp.baseAddress!.assumingMemoryBound(to: UInt8.self)
        //...
    }
}

Как уже отмечалось, не экспортировать ptr за пределами закрытия.

И это небезопасно, даже если у вас есть функция, которая знает длину структуры. Стабильность Swift API пока не объявлена. Любые детали компоновки структур не гарантируются, включая порядок свойств и порядок размещения отступов. Который может отличаться от структур C# и может генерировать результат, отличный от C#.

Я (и многие другие разработчики) верю и ожидаю, что текущая стратегия верстки не изменится в ближайшем будущем, поэтому я бы написал такой код, как ваш. Но я не думаю, что это безопасно. Помните, что Свифт не C.

(Хотя все равно, если вы копируете содержимое структуры в Data.)

Если вам нужна строго точная компоновка с C, вы можете написать структуру C и импортировать ее в ваш проект Swift.

Источник 
struct AwesomeStructure {
    let index: Int32
    let id: UInt16
    let stuff: UInt8
}

extension AwesomeStructure {
    init(data: Data) {
        self.index = data[0...3].withUnsafeBytes { $0.pointee }
        self.id    = data[4...5].withUnsafeBytes { $0.pointee }
        self.stuff = data[6...6].withUnsafeBytes { $0.pointee }
    }
    var data: Data {
        return index.data + id.data + stuff.data
    }
}

extension Numeric {
    var data: Data {
        var source = self
        return Data(bytes: &source, count: MemoryLayout<Self>.size)
    }
}

let awesomeStructure = AwesomeStructure(index: 1, id: 2, stuff: 3)
let data = awesomeStructure.data
print(data)  //  7 bytes

let structFromData = AwesomeStructure(data: data)
print(structFromData)   // "AwesomeStructure(index: 1, id: 2, stuff: 3)\n"

Другой вариант, если вы хотите избежать ввода диапазонов вручную, вы можете создать универсальный метод для возврата объекта из определенного местоположения ваших данных следующим образом:

extension Data {
    func object<T>(at index: Index) -> T {
        return self[index..<index+MemoryLayout<T>.size].withUnsafeBytes { $0.pointee }
    }
}

И используйте это так:

extension AwesomeStructure {
    init(data: Data) {
        var idx = data.startIndex
        self.index = data.object(at: idx)
        idx += MemoryLayout.size(ofValue: index)
        self.id = data.object(at: idx)
        idx += MemoryLayout.size(ofValue: id)
        self.stuff = data.object(at: idx)
    }
}
Источник

Вот достойное первое приближение. Хитрость заключается в использовании Swift.withUnsafeBytes(_:) чтобы получить UnsafeRawBufferPointer, который затем может быть легко преобразован в Data с помощью Data.init<SourceType>(buffer: UnsafeMutableBufferPointer<SourceType>),

Это приводит к копированию памяти, поэтому вам не нужно беспокоиться о каких-либо проблемах с висящими указателями.

import Foundation

struct AwesomeStructure {
    let index: Int32 = 0x56
    let id: UInt16 = 0x34
    let stuff: UInt8 = 0x12
}

func toData<T>(_ input: inout T) -> Data {
    var data = withUnsafeBytes(of: &input, Data.init)
    let alignment = MemoryLayout<T>.alignment
    let remainder = data.count % alignment

    if remainder == 0 {
        return data
    }
    else {
        let paddingByteCount = alignment - remainder
        return data + Data(count: paddingByteCount)
    }
}

extension Data {
    var prettyString: String {
        return self.enumerated()
            .lazy
            .map { byteNumber, byte in String(format:"/* %02i */ 0x%02X", byteNumber, byte) }
            .joined(separator: "\n")
    }
}

var x = AwesomeStructure()
let d = toData(&x)
print(d.prettyString)
Источник
Другие вопросы по тегам