__attribute((aligned(n)))与#pragma pack (n)详解

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字节对齐的方式

第一种形式：

#pragma pack (n)  //指定编译器按照n字节对齐每个变量或数据单元。

#pragma pack ()   //取消自定义对齐方式。

另一种方式：

__attribute((aligned(n)))

__attribute__ ((packed))

它的意义和第一种方式一样。

以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。

例子：

#pragma pack(8)

struct s1{
short a;
long b;
};

struct s2{
char c;
s1 d;
long long e;
};

#pragma pack()

问 
1.sizeof(s2) = ?
2.s2的c后面空了几个字节接着是d?

结果如下：

sizeof(S2)结果为24.
    成员对齐有一个重要的条件,即每个成员分别对齐.即每个成员按自己的方式对齐.也就是说上面虽然指定了按8字节对齐,但并不是所有的成员都是以8字节对齐.其对齐的规则是,每个成员按其类型的对齐参数(通常是这个类型的大小)和指定对齐参数(这里是8字节)中较小的一个对齐.并且结构的长度必须为所用过的所有对齐参数的整数倍,不够就补空字节.
   S1中,成员a是1字节默认按1字节对齐,指定对齐参数为8,这两个值中取1,a按1字节对齐;成员b是4个字节,默认是按4字节对齐,这时就按4字节对齐,所以sizeof(S1)应该为8;
    S2中,c和S1中的a一样,按1字节对齐,而d 是个结构,它是8个字节,它按什么对齐呢?对于结构来说,它的默认对齐方式就是它的所有成员使用的对齐参数中最大的一个,S1的就是4.所以,成员d就是按4字节对齐.成员e是8个字节,它是默认按8字节对齐,和指定的一样,所以它对到8字节的边界上,这时,已经使用了12个字节了,所以又添加了4个字节的空,从第16个字节开始放置成员e.这时,长度为24,已经可以被8(成员e按8字节对齐)整除.这样,一共使用了24个字节.
                          a    b
S1的内存布局：11**,1111,
                          c   S1.a S1.b     d
S2的内存布局：1***,11**,1111,****11111111

这里有三点很重要:
1.每个成员分别按自己的方式对齐,并能最小化长度
2.复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式,这样在成员是复杂类型时,可以最小化长度
3.对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐

补充一下,对于数组,比如:
chara[3];这种,它的对齐方式和分别写3个char是一样的.也就是说它还是按1个字节对齐.
如果写:typedef char Array3[3];
Array3这种类型的对齐方式还是按1个字节对齐,而不是按它的长度.
不论类型是什么,对齐的边界一定是1,2,4,8,16,32,64....中的一个.

 

不同平台的字节对齐问题：:

#include <stdio.h>

#include <stddef.h>

int main(void)

{

   struct foo {

       char c;

       int x;

   } __attribute__((packed));

   struct foo arr[2] = { { 'a', 10 }, {'b', 20 } };

   int *p0 = &arr[0].x;

   int *p1 = &arr[1].x;

   printf("sizeof(struct foo)     = %d\n", (int)sizeof(struct foo));

   printf("offsetof(struct foo, c) = %d\n", (int)offsetof(structfoo, c));

   printf("offsetof(struct foo, x) = %d\n", (int)offsetof(structfoo, x));

   printf("arr[0].x = %d\n", arr[0].x);

   printf("arr[1].x = %d\n", arr[1].x);

   printf("p0 = %p\n", (void*)p0);

   printf("p1 = %p\n", (void*)p1);

   printf("*p0 = %d\n", *p0);

   printf("*p1 = %d\n", *p1);

   return 0;

}

On x86 Ubuntuwith gcc 4.5.2, 输出结果：

sizeof(struct foo)      = 5

offsetof(struct foo, c) = 0

offsetof(struct foo, x) = 1

arr[0].x = 10

arr[1].x = 20

p0 = 0xbffc104f

p1 = 0xbffc1054

*p0 = 10

*p1 = 20

On SPARC Solaris9 with gcc 4.5.1, 输出结果：

sizeof(struct foo)      = 5

offsetof(struct foo, c) = 0

offsetof(struct foo, x) = 1

arr[0].x = 10

arr[1].x = 20

p0 = ffbff317

p1 = ffbff31c

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