在ANSI C中表示BER TLV數據結構？

Question

昨天我開始了解使用TLV格式表示信息。

如果您要在ANSI C中編寫便攜式BER TLV編碼器/解碼器，您將使用哪種數據結構（*）？

會不會像下面那樣呢？

struct TlvElement
{
    int nTag;
    int nLength;
    unsigned char *pValue; // Byte array
    TlvElement *pNext;
}; 

（*）不幸的是我不能使用C ++和STL。

Answer 1

來自維基文章：

類型和長度大小固定（通常為1-4個字節）

所以，我將nTag和nLength更改為某個固定長度類型。 int的大小是特定於平台的，這可能會給你帶來一些麻煩。 修復協議的大小並使用int8_t ， int16_t或int32_t等。對於nLength ，您甚至可以使用unsigned。

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因為值可以是任何類型，我將使用void*作為pValue ，而不是unsigned char* 。

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您將如何使用此數據結構？ 您希望如何訪問不同的TLV？
我的觀點是 - 你需要鏈表嗎？ 或者，鏈接列表是您的案例/應用程序/目的/等的最佳選擇嗎？

我想說的是，您可以刪除pNext元素並將TLV視為（動態增長的）數組的元素。 這個真的取決於你的需求。

_{最有可能的是，當你實現TLV時，你需要通過某種連接發送它們，對吧？ 如果是這樣，你需要考慮一些協議。 我會做這樣的事情 - 在最開始發送TLV的總數，我不會使用鏈表，而是動態數組。
您應該小心通過網絡發送此類數據結構 - pNext指針無效，必須在連接的另一pNext置它們。
您還需要仔細發送數據，但我想您知道這些事情。 我只是想提一下。}

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編輯我看到你有一些麻煩，了解嵌套 TLV的含義。

嵌套TLV只是一個TLV元素，其值為TLV。 這與TLV的“容器”無關 - 動態數組或鏈表。

這是一個未經考驗的例子，只是為了得到這個想法。 我這樣做是這樣的：

struct TLV
{
    uint32_t nTag;
    uint32_t nLength;
    void* pValue;
};

// created dynamic array with 3 TLVs:
TLV* pMyTLVs = malloc( 3 * sizeof( struct TLV ) );

// set the first 2 TLVs, some primitives, for example
// ..

// now, set the third TLV to be nested:
pMyTLVs[ 2 ].nTag = ...; // set some tag, that will indicate nested TLV
pMyTLVs[ 2 ].nLength = ...; // set length of the TLV element
pMyTLVs[ 2 ].pValue = malloc( sizeof( struct TLV ) );

// get pointer to the new, _nested_ TLV:
TLV* pNested = (TLV*)pMyTLVs[ 2 ].pValue; 

// now use the pNested TLV as an usual TLV:
pNested->nTag = ...;
pNested->nLength = ...;
pNested->pValue = ...;

// of course, pNested is not absolutely necessary, you may use directly
// pMyTLVs[ 2 ].pValue->...;
// but using pNested, makes the code more clear

注意：再一次，這不是經過測試的代碼，但我想你明白了。 希望有所幫助。

Answer 2

如果我要用ANSI C編寫TLV編碼器/解碼器，我會選擇經過驗證，標准化，靈活的數據序列化 （即線上 ）格式： ASN.1 BER ， Thrift 等 。

這是一個經典的區域，輪子每天都會被重新發明。 聰明人已經想到了高效，可維護和靈活的解決方案; 再次經歷同樣的過程沒有什么意義。

例如，如果您的示例中的結構用於序列化 ，您仍需要考慮：

• Endianess問題
• 語言類型的大小（ int的大小取決於編譯器平台和OS）
• 有效負載中的數據類型（您可能希望攜帶原始數據，字符串，數字，位字段，枚舉等）
• 標簽號的集中分配
• 可選元素和選擇
• 復合結構（例如TLV列表）

一些現有格式提供語義和語法之間的分離; 其他允許您自動生成數據方案的編碼器/解碼器。

一旦選擇了序列化格式，就可以開始考慮內存中的格式，這在很大程度上取決於應用程序如何操作數據，例如：

• 應用程序如何在解碼后提取數據（例如，給定一個整數項，應用程序是否訪問編碼表示或可以輕松使用的本機表示？）
• 應用程序在編碼之前如何准備數據
• 應用程序是否是多線程的
• 是否要最小化復制開銷（例如，如果您有大量原始數據，是否需要復制它以對其進行編碼？如果原始數據是碎片的，您是否需要在連續內存中的某處重新組合以對其進行編碼？ ）
• 解碼和解碼是否可以遞增完成
• 分配的內存如何屬於：應用程序或庫？
• 如何處理缺少內存和未知標記等錯誤

我建議看看asn1c生成的用於處理ASN.1 BER的API，或者libtasn1的API。