结构一字节对齐与架构的对齐要求相冲突？

Question

我之前发布了一个关于指针转换过程中对齐访问的问题here。总而言之，最好不要将未对齐访问用于完全可移植，因为某些体系结构可能会抛出异常，或者与对齐访问相比，性能可能会变慢。

但是，there are cases我想使用单字节对齐，例如，在传输网络数据期间，我不希望在结构内部添加额外的填充。所以通常在这里做的是：

#pragma pack (push, 1)
struct tTelegram
{
   u8 cmd;
   u8 index;
   u16 addr1_16;
   u16 addr2_16;
   u8  length_low;
   u8 data[1];
};
#pragma pack (pop)

然后你可能已经知道我的问题：如果我在我的结构上强制执行一个字节的对齐，这是否意味着它不能完全可移植，因为struct成员没有对齐？如果我想要没有填充和可移植性怎么办？

Answer 1

首先，未对齐的内存访问是指跨越内存中多个字的单个数据。例如：在32位系统上，地址0,4,8等处的32位int对齐，但在1,2,3,5,6,7,9等处将未对齐。

其次，未对齐的数据不会引发异常＆＃34;在C ++意义上，但可能会在CPU级别引发中断/陷阱/异常 - 例如在UNIX上的SIGBUS，你通常会设置一个信号处理程序来对此做出反应，但如果你需要以便携的方式解析未对齐的数据，你就不会通过捕获信号来解决这个问题 - 你需要手动编码打包和解包跨越字边界的数据的步骤。

在你的tTelegram结构中，数据没有＆＃34;未对齐＆＃34;，但是当从寄存器中打包/解包数据时，位移和屏蔽数据的过程仍然可能更慢 - 需要更多的机器代码指令 - 而不是使用占用独立单词的数据。

关于可移植性 - 所有非玩具编译器都可以按照您描述的方式进行打包，但确切的编译指示会有所不同，多字节值中的字节布局可能仍然是大端或little-endian（或简单的东西），虽然有些CPU允许一些未对齐的数据访问（例如x86），但其他人不会（例如Ultrasparc）。

Answer 2

在不同计算机之间传输数据时，您始终希望格式化数据。请注意，数据格式不必是可读的，但它很可能是二进制的。二进制格式将包括每个数据项的确切位置，其类型，多字节数据，字节出现的顺序，大小或确定大小的方式等。不使用定义的格式将咬，可能比后面。

换句话说，虽然我已经看到了你所描述的方法，但我不认为它们是正常的，当涉及到不同实体之间的定义格式时肯定不正常（公司肯定，也可能是不同部门和/或团体）。在我接收和发送数据的地方，确实定义了确切的格式。如果定义的格式可以与struct中的数据布局匹配，它肯定也用于解码数据，但是已知它不是可移植的，并且可移植的代码不会尝试使用这样的设施。相反，它使用一些东西来读/写相关记录并对其进行适当的解码/编码。通常，解码/编码代码是从某种描述精确数据布局的元格式生成的。