• OpenSSL---堆栈


    堆栈是一种先进后出的数据结构。是一种只允许在其一端进行插入或者删除的线性表。允许插入或删除操作的一端为栈顶,另一端称为栈底。对堆栈的插入和删除操作称为入栈和出栈。

    1.1     概述

    OpenSSL大量采用堆栈来存放数据。它实现了一个通用的堆栈,可以方便的存储任意数据。它实现了许多基本的堆栈操作,主要有:堆栈拷贝(sk_dup)、构建新堆栈(sk_new_nullsk_new)、插入数据(sk_insert)、删除数据(sk_delete)、查找数据(sk_findsk_find_ex)、入栈(sk_push)、出栈(sk_pop)、获取堆栈元素个数(sk_num)、获取堆栈值(sk_value)、设置堆栈值(sk_set)和堆栈排序(sk_sort)。

    1.2     堆栈相关结构描述

    OpenSSL堆栈数据结构在crypto/stack/stack.h中定义,其详细定义如下:

    typedef struct stack_st
    {
    int num;
    char **data;
    int sorted;
    
    int num_alloc;
    int (*comp)(const void *, const void *);
    } _STACK;  /* Use STACK_OF(...) instead */


    主要项意义如下:

    numint数据类型,堆栈中存放数据的个数。

    datachar **数据类型,用于存放数据地址,每个数据地址存放在data[0]data[num-1]中。

    sortedint数据类型,该堆栈是否排序,若已经排序,则为1,否则为0。堆栈数据一般是无序的,只有当用户调用了sk_sort操作,其值才为1

    num_allocint数据类型,分配内存的次数。

    comp:回调函数,堆栈内存放数据的比较函数地址,此函数用于排序和查找操作;当用户生成一个新堆栈时,可以指定comp为用户实现的一个比较函数;或当堆栈已经存在时通过调用sk_set_cmp_func函数来重新指定比较函数。

    1.3     堆栈相关函数

    用户直接调用最底层的堆栈操作函数是一个麻烦的事情,对此openssl提供了用宏来帮助用户实现接口。用户可以参考safestack.h来定义自己的上层堆栈操作函数。openssl堆栈实现源码位于crypto/stack目录下。

    1.3.1    新建一个堆栈对象函数sk_new_null

    函数功能:新建一个堆栈对象_STACK。该函数直接调用sk_new函数,参数直接传的是(int (*)(const void *, const void *))0

    函数定义:

    _STACK *sk_new_null(void);

    参数说明:

    无。

    返回值:若堆栈对象_STACK新建成功,则直接返回堆栈对象_STACK的指针。否则返回NULL

    1.3.2    根据对象比较函数来创建一个堆栈对象函数sk_new

    函数功能:根据对象比较函数来创建一个堆栈对象_STACK。该函数首先调用OPENSSL_malloc函数给对象分配内存,然后给每个对象分配相对应的内存。注意:数据地址首先分配的是4个。

    函数定义:

    _STACK *sk_new(int (*cmp)(constvoid *, const void *));


    参数说明:

    cmp[in]回调函数,对象的比较函数。

    返回值:若堆栈对象_STACK新建成功,则直接返回堆栈对象_STACK的指针。否则返回NULL

    1.3.3    释放堆栈自己的内存空间函数sk_free

    函数功能:释放堆栈自己的内存空间函数。该函数首先调用OPENSSL_free函数释放掉数据地址,然后再调用OPENSSL_free函数释放掉堆栈对象本身。

    函数定义:

    void sk_free(_STACK *st);


    参数说明:

    st[in] _STACK *数据类型,需要释放的堆栈对象。

    返回值:无。

    1.3.4    释放堆栈内存放的数据以及堆栈本身的函数sk_pop_free

    函数功能:本函数用于释放堆栈内存放的数据以及堆栈本身,它需要一个由用户指定的针对具体数据的释放函数。如果用户仅调用sk_free函数,则只会释放堆栈本身所用的内存,而不会释放数据内存。

    函数定义:

    void sk_pop_free(_STACK *st,void (*func)(void *));


    参数说明:

    st[in] _STACK *数据类型,需要释放的堆栈对象。

    func[in]对象的释放函数。

    返回值:无。

    1.3.5    向堆栈中插入数据函数sk_insert

    函数功能:根据指定的位置往堆栈对象中插入数据。该函数首先判断堆栈对象是否需要分配内存空间,若需要,则分配内存空间。然后将数据添加到指定的位置。

    函数定义:

    int sk_insert(_STACK *sk, void *data, int where);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要添加数据的堆栈对象。

    data[in] void *数据类型,需要添加的数据。

    where[in] int数据类型,需要插入的位置。

    返回值:返回堆栈对象中数据的个数。

    1.3.6    删除指定位置的堆栈对象函数sk_delete

    函数功能:删除指定位置的堆栈对象。该函数首先判断需要删除数据的位置是否合法,若不合法,则返回。然后循环移位赋值。

    函数定义:

    void *sk_delete(_STACK *st,int loc);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要删除数据的堆栈对象。

    loc[in] int数据类型,需要删除的位置。

    返回值:若删除成功,则直接返回删除的堆栈数据。否则返回NULL

    1.3.7    从堆栈对象中删除指定的对象值函数sk_delete_ptr

    函数功能:从堆栈对象中删除指定的对象值。该函数首先遍历整个堆栈对象中的对象值,判断每个堆栈对象值是否与需要删除的对象值相等,若相等,则删除,并返回值。

    函数定义:

    void *sk_delete_ptr(_STACK *st,void *p);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要删除数据的堆栈对象。

    p[in] void *数据类型,需要删除的对象值。

    返回值:若堆栈对象中有需要删除的值,则返回删除成功后的值;若没有,则直接返回NULL

    1.3.8    根据对象值从堆栈中查找它的位置函数sk_find

    函数功能:根据数据地址来查找它在堆栈中的位置。当堆栈设置了比较函数时,它首先对堆栈进行排序,然后通过二分法进行查找。如果堆栈没有设置比较函数,它只是简单的比较数据地址来查找。

    函数定义:

    int sk_find(_STACK *st,void *data);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要查找数据的堆栈对象。

    p[in] void *数据类型,需要查找的对象值。

    返回值:若堆栈中有该对象,则返回它的位置,否则返回-1

    1.3.9    根据对象值从堆栈中查找它的位置函数sk_find_ex

    函数功能:根据数据地址来查找它在堆栈中的位置。当堆栈设置了比较函数时,它首先对堆栈进行排序,然后通过二分法进行查找。如果堆栈没有设置比较函数,它只是简单的比较数据地址来查找。

    函数定义:

    int sk_find_ex(_STACK *st,void *data);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要查找数据的堆栈对象。

    p[in] void *数据类型,需要查找的对象值。

    返回值:若堆栈中有该对象,则返回它的位置,否则返回-1

    1.3.10 向堆栈栈顶插入数据函数sk_push

    函数功能:向堆栈栈顶插入数据。该函数实际上调用的是sk_insert函数,最后一个参数传的是st->num

    函数定义:

    int sk_push(_STACK *st,void *data);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要添加数据的堆栈对象。

    data[in] void *数据类型,需要添加的数据。

    返回值:返回堆栈对象中数据的个数。

    1.3.11 往堆栈栈底插入数据函数sk_unshift

    函数功能:往堆栈栈底插入一条数据。该函数实际上调用的是sk_insert函数,最后一个参数传的是0

    函数定义:

    int sk_unshift(_STACK *st,void *data);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要添加数据的堆栈对象。

    data[in] void *数据类型,需要添加的数据。

    返回值:返回堆栈对象中数据的个数。

    1.3.12 删除栈底的数据函数sk_shift

    函数功能:删除栈底的数据。该函数实际上调用的是sk_delete函数,第二个参数传的是0

    函数定义:

    void *sk_shift(_STACK *st);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要删除数据的堆栈对象。

    返回值:若删除成功,则直接返回删除的堆栈数据。否则返回NULL

    1.3.13 删除栈顶的数据函数sk_pop

    函数功能:删除栈顶的数据。该函数实际上调用的是sk_delete函数,第二个参数传的是st->num - 1

    函数定义:

    void *sk_shift(_STACK *st);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要删除数据的堆栈对象。

    返回值:若删除成功,则直接返回删除的堆栈数据。否则返回NULL

    1.3.14 初始化堆栈对象的数据值的函数sk_zero

    函数功能:初始化堆栈对象的数据值。该函数直接调用memset函数来初始化堆栈对象的数据值。

    函数定义:

    void sk_zero(_STACK *st);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要初始化的堆栈对象。

    返回值:无。

    1.3.15 设置堆栈存放数据的比较函数sk_set_cmp_func

    函数功能:设置堆栈存放数据的比较函数。由于堆栈不知道用户存放的是什么数据,所以,比较函数必须由用户自己实现。

    函数定义:

    int (*sk_set_cmp_func(_STACK *sk,int (*c)(const void *, const void *)))
    (const void *, const void *);
    

    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要设置比较函数的堆栈对象。

    c:比较函数。

    返回值:若设置成功,则返回比较函数。否则返回原来的比较函数。

    1.3.16 堆栈对象的复制函数sk_dup

    函数功能:复制一个堆栈对象。该函数首先声明一个堆栈对象,然后将需要复制的堆栈对象逐个赋值。

    函数定义:

    _STACK *sk_dup(_STACK *st);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要复制的堆栈对象。

    返回值:若复制成功,则返回堆栈对象指针,否则返回NULL

    1.3.17 对堆栈数据排序函数sk_sort

    函数功能:对堆栈中的数据进行排序。它首先根据sorted来判断是否已经排序,如果未排序则调用了标准C函数qsort进行快速排序。

    函数定义:

    void sk_sort(_STACK *st);


    参数说明:

    sk[in] _STACK *数据类型,需要排序的堆栈对象。

    返回值:无。

    1.3.18 获取堆栈对象中的排序标识函数sk_is_sorted

    函数功能:获取堆栈对象中的排序标识。

    函数定义:

    int sk_is_sorted(const _STACK *st);


    参数说明:

    sk[in] const _STACK *数据类型,需要获取值的堆栈对象。

    返回值:堆栈对象排序标识。

    1.3.19 获取堆栈对象中的数据的总数函数sk_num

    函数功能:获取堆栈对象中的数据的总数。

    函数定义:

    int sk_num(const _STACK *st );


    参数说明:

    sk[in] const _STACK *数据类型,需要获取值的堆栈对象。

    返回值:堆栈对象中的数据的总数。

    1.3.20 获取指定位置的堆栈对象中的数据函数sk_value

    函数功能:获取指定位置的堆栈对象中的数据。

    函数定义:

    void *sk_value(const _STACK *st,int i);


    参数说明:

    sk[in] const _STACK *数据类型,需要获取值的堆栈对象。

    i[in] int数据类型,指定位置。

    返回值:堆栈对象中的数据值指针。

    1.4     应用实例

    本实例中,首先声明一个people_info_st对象,然后利用宏定义来操作底层的堆栈处理函数。

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <openssl/safestack.h>
    #include <openssl/crypto.h>
    
    #define sk_PEOPLE_INFO_new(cmp)                                                     SKM_sk_new(PEOPLE_INFO, (cmp))
    #define sk_PEOPLE_INFO_new_null()                                           SKM_sk_new_null(PEOPLE_INFO)
    #define sk_PEOPLE_INFO_free(st)                                                SKM_sk_free(PEOPLE_INFO, (st))
    #define sk_PEOPLE_INFO_num(st)                                                SKM_sk_num(PEOPLE_INFO, (st))
    #define sk_PEOPLE_INFO_value(st, i)                                           SKM_sk_value(PEOPLE_INFO, (st), (i))
    #define sk_PEOPLE_INFO_set(st, i, val)                               SKM_sk_set(PEOPLE_INFO, (st), (i), (val))
    #define sk_PEOPLE_INFO_zero(st)                                                SKM_sk_zero(PEOPLE_INFO, (st))
    #define sk_PEOPLE_INFO_push(st, val)                               SKM_sk_push(PEOPLE_INFO, (st), (val))
    #define sk_PEOPLE_INFO_unshift(st, val)                                     SKM_sk_unshift(PEOPLE_INFO, (st), (val))
    #define sk_PEOPLE_INFO_find(st, val)                                 SKM_sk_find(PEOPLE_INFO, (st), (val))
    #define sk_PEOPLE_INFO_delete(st, i)                                SKM_sk_delete(PEOPLE_INFO, (st), (i))
    #define sk_PEOPLE_INFO_delete_ptr(st, ptr)                      SKM_sk_delete_ptr(PEOPLE_INFO, (st), (ptr))
    #define sk_PEOPLE_INFO_insert(st, val, i)                           SKM_sk_insert(PEOPLE_INFO, (st), (val), (i))
    #define sk_PEOPLE_INFO_set_cmp_func(st, cmp)              SKM_sk_set_cmp_func(PEOPLE_INFO, (st), (cmp))
    #define sk_PEOPLE_INFO_dup(st)                                                 SKM_sk_dup(PEOPLE_INFO, st)
    #define sk_PEOPLE_INFO_pop_free(st, free_func)             SKM_sk_pop_free(PEOPLE_INFO, (st), (free_func))
    #define sk_PEOPLE_INFO_shift(st)                                      SKM_sk_shift(PEOPLE_INFO, (st))
    #define sk_PEOPLE_INFO_pop(st)                                                 SKM_sk_pop(PEOPLE_INFO, (st))
    #define sk_PEOPLE_INFO_sort(st)                                                 SKM_sk_sort(PEOPLE_INFO, (st))
    
    typedef struct people_info_st
    {
    char       *name, *otherInfo;
    int        age;
    }PEOPLE_INFO;
    
    PEOPLE_INFO *PEOPLE_INFO_Malloc()
    {
    PEOPLE_INFO *a= ( PEOPLE_INFO * )OPENSSL_malloc(sizeof(PEOPLE_INFO));
    
    a->name = ( char * )OPENSSL_malloc(20);
    strcpy( a->name, "zcp" );
    a->otherInfo = ( char * )OPENSSL_malloc(20);
    strcpy( a->otherInfo, "no info" );
    a->age = 20;
    
    return a;
    }
    
    void PEOPLE_INFO_Free( PEOPLE_INFO *a )
    {
    OPENSSL_free( a->name );
    OPENSSL_free( a->otherInfo );
    OPENSSL_free( a );
    }
    
    static int PEOPLE_INFO_cmp( const PEOPLE_INFO *const *a, const PEOPLE_INFO *const *b )
    {
    int ret;
    /* 只比较关键字 */
    ret = strcmp(  (*a)->name, (*b)->name );
    
    return ret;
    }
    
    int main( int argc, char *argv[] )
    {
    STACK_OF(PEOPLE_INFO)      *s,*snew;
    PEOPLE_INFO          *s1,*one,*s2;
    int                  i, num;
    
    /* 新建一个堆栈对象 */
    s = sk_PEOPLE_INFO_new_null();
    
    /* 新建一个堆栈对象 */
    snew = sk_PEOPLE_INFO_new( PEOPLE_INFO_cmp );
    
    s2 = PEOPLE_INFO_Malloc();
    
    sk_PEOPLE_INFO_push( snew, s2 );
    i=sk_PEOPLE_INFO_find( snew, s2 );
    s1 = PEOPLE_INFO_Malloc();
    sk_PEOPLE_INFO_push( s, s1 );
    
    num = sk_PEOPLE_INFO_num( s );
    
    for( i = 0;i< num; i++ )
    {
              printf("堆栈s中的数据有:
    " );
               one = sk_PEOPLE_INFO_value( s, i );
               printf("PEOPLE_INFO name :    %s
    ",one->name );
               printf("PEOPLE_INFO age  :     %d
    ",one->age );
              printf("PEOPLE_INFO otherinfo :      %s
    
    
    ",one->otherInfo );
               printf("
    
    ");
    }
    
    for( i = 0;i< num; i++ )
    {
               printf("堆栈snew中的数据有:
    " );
               one = sk_PEOPLE_INFO_value( snew, i );
               printf("PEOPLE_INFO name :    %s
    ",one->name );
               printf("PEOPLE_INFO age  :     %d
    ",one->age );
               printf("PEOPLE_INFO otherinfo :      %s
    
    
    ",one->otherInfo );
               printf("
    
    ");
    }
    sk_PEOPLE_INFO_pop_free( s, PEOPLE_INFO_Free );
    sk_PEOPLE_INFO_pop_free( snew, PEOPLE_INFO_Free );
    
    return 0;
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/riasky/p/3455560.html
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