Question

我的编译器要求我有一个内存对齐的结构声明，以确保正确的数据访问。我有一个顶部结构，由一些其他结构组成。是否足以确保顶部结构与32字节边界对齐，或者我需要确保每个结构应与32字节边界对齐。代码段如下： -

typedef struct {
   int p;
   int q;
   char n;
} L;

typedef struct {
   int c;
   int d;
   char e;
   L    X2[13];
} B;

typedef struct {
   int a;
   int b;
   B   X1[10];
} M;

为确保正确的数据访问，我是否需要确保所有结构都正确对齐内存，或者填充最顶层的结构将确保内存对齐。

Answer 1

有时你的应用程序可能需要特定的布局，但如果你说在这种情况下它是你的编译器的要求（或者更准确地说是你的编译器的目标架构），那么它就是编制者有责任确保满足这些要求。

如果您需要对齐编译器将根据目标要求自然执行的对齐，则需要编译器特定的指令用于打包和对齐;然而，应用这样的指令并使其出错更可能导致对齐错误，而不是让编译器处理它。如果您尝试通过添加自己的填充成员来对齐，它可能有效，但是没有必要，编译器也可以插入自己的填充。

关键是编译器不会生成具有无法安全有效地解决的成员的结构。它将在成员之间插入任何必要的填充，以确保后续成员是可寻址的。

如果您认为它不起作用，请让您的链接器输出一个映射文件（如果它还没有这样做）并检查这些符号的地址以验证正确的对齐方式。还要看一下生成的结构大小;你可能会发现它们中的一些大于它们各部分的总和 - 这就是编译器通过插入填充来强制对齐。

Answer 2

如果您可以使用它，如果您的应用程序（或体系结构或性能）需要它，C11会有对齐语句：http://en.wikipedia.org/wiki/C11_%28C_standard_revision%29

对齐规范（_Alignas说明符，alignof运算符，aligned_alloc函数，头文件）

GCC肯定也有扩展。

Answer 3

如果你想使用自然对齐，你必须订购字段和手动填充到自然字大小。可移植性不保证，但对于特定的处理器，这可以做到（在嵌入式世界中并不罕见）。如果sizeof（int）是4 您必须在子结构中添加填充以确保对齐在数组中（我假设你的目标是避免“秘密”填充由编译器添加？）。例如：

typedef struct {
   int p;
   int q;
   char n;
   char pad[3];
} L;

typedef struct {
   int c;
   int d;
   char e;
   char pad[3];
   L    X2[13];
} B;

typedef struct {
   int a;
   int b;
   B   X1[10];
} M;

通常会导致结构中没有“隐藏”对齐。

结构对齐问题

3 个答案: