Question

从this question开始，人们可以开始相信联盟的对齐不小于其个人成员的最大对齐。但我对gcc / g ++中的long long类型有疑问。可以找到完整的示例here，但这里是我的问题的相关部分：

union ull {
  long long m;
};

struct sll {
  long long m;
};


int main() {
#define pr(v) cout << #v ": " << (v) << endl
   pr(sizeof(long long));
   pr(__alignof__(long long));
   pr(sizeof(ull));
   pr(__alignof__(ull));
   pr(sizeof(sll));
   pr(__alignof__(sll));
};

这导致以下输出：

sizeof(long long): 8
__alignof__(long long): 8
sizeof(ull): 8
__alignof__(ull): 4
sizeof(sll): 8
__alignof__(sll): 4

为什么union成员的对齐方式大于包含union的对齐方式？

[UPDATE]

根据基思的回答 alignof 在这里是错误的。但我测试了以下内容，似乎 alignof 告诉我们真实情况。参见：

union ull {
  long long m;
};
long long a;
char b;
long long c;
char d;
ull e;
int main() {
#define pr(v) cout << #v ": " << (v) << endl
   pr(size_t((void*)&b));
   pr(size_t((void*)&c));
   pr(size_t((void*)&d));
   pr(size_t((void*)&e));
   pr(size_t((void*)&c) - size_t((void*)&b));
   pr(size_t((void*)&e) - size_t((void*)&d));
};

输出：

size_t((void*)&b): 134523840
size_t((void*)&c): 134523848
size_t((void*)&d): 134523856
size_t((void*)&e): 134523860
size_t((void*)&c) - size_t((void*)&b): 8
size_t((void*)&e) - size_t((void*)&d): 4

因此，long long的对齐为8，并且包含long long的联合对齐在全局数据中为4。对于本地范围，我无法测试这个，因为似乎编译器可以自由重新排列本地数据 - 所以这个技巧不起作用。你能对此发表评论吗？

[/ UPDATE]

Answer 1

__alignof__（这是gcc扩展名）不一定报告类型的必需对齐方式。

例如，对于任何类型，x86处理器实际上不需要超过1字节的对齐。如果对象是字对齐的，则访问4字节或8字节的对象可能会更有效，但字节对齐就足够了。

引用gcc documentation：

有些机器实际上从不需要对齐;他们允许参考甚至在奇数地址的任何数据类型。对于这些机器， __alignof__报告了GCC给出的最小一致性数据类型，通常由目标ABI强制执行。

但这仍然没有真正回答这个问题。即使有那么宽松的定义，我也没有想到__alignof__指出long long的更严格的对齐比包含long long的结构或联合更好的理由。

确定类型对齐的更便携的方法是：

#define ALIGNOF(type) ((int)(offsetof(struct {char c; type t;}, t)))

这会在由t和char组成的结构中产生t类型成员的偏移量。使用这个宏，这个程序：

#include <iostream>
#include <cstddef>

union ull {
  long long m;
};

struct sll {
  long long m;
};

#define ALIGNOF(type) ((int)(offsetof(struct {char c; type t;}, t)))

int main() {
#define pr(v) std::cout << #v ": " << (v) << std::endl
   pr(sizeof(long long));
   pr(__alignof__(long long));
   pr(ALIGNOF(long long));
   pr(sizeof(ull));
   pr(__alignof__(ull));
   pr(ALIGNOF(ull));
   pr(sizeof(sll));
   pr(__alignof__(sll));
   pr(ALIGNOF(sll));
};

在我的系统上生成此输出（gcc-4.7，Ubuntu 12.04，x86）：

sizeof(long long): 8
__alignof__(long long): 8
ALIGNOF(long long): 4
sizeof(ull): 8
__alignof__(ull): 4
ALIGNOF(ull): 4
sizeof(sll): 8
__alignof__(sll): 4
ALIGNOF(sll): 4

我的ALIGNOF()宏指示的结果是一致的：long long具有4字节对齐，包含long long的结构或联合具有4字节对齐。

我怀疑在gcc的__alignof__实现中这是一个错误，或者至少是一个不一致的错误。但是定义的模糊性使得很难确定它真的是一个错误。 It doesn't seem to have been reported

更新：

我可能会开枪，但我刚刚提交了bug report。

此earlier bug report，关闭为“INVALID”，类似，但它不是指结构本身的对齐方式。

更新2：

我的错误报告已作为前一个报告的副本关闭。我会要求澄清。

为什么对齐long long union成员比包含union / struct更大？它是否正确？

1 个答案: