Question

我试图了解如何使用alignas，我想知道它是否可以替代pragma pack，我已经努力验证它但没有运气。使用gcc 4.8.1（http://ideone.com/04mxpI）我总是在STestAlignas下面获得8个字节，而在pragma pack中它是5个字节。我想要的是使sizeof（STestAlignas）返回5.我尝试在clang 3.3（http://gcc.godbolt.org/）上运行此代码但我收到错误：

!!错误：对于'long'类型，请求的对齐小于8的最小对齐 - 正好在alignas用法之下。

那么对齐可能有最小的对齐值吗？

下面是我的测试代码：

#include <iostream>
#include <cstddef>
using namespace std;

#pragma pack(1)
struct STestPragmaPack {
  char c;
  long d;
} datasPP;
#pragma pack()

struct STestAttributPacked {
  char c;
  long d;
} __attribute__((packed)) datasAP;

struct STestAlignas {
  char c;
  alignas(char) long d;
} datasA;

int main() {
    cout << "pragma pack = " << sizeof(datasPP) << endl;
    cout << "attribute packed = " << sizeof(datasAP) << endl;
    cout << "alignas = " << sizeof(datasA) << endl;
}

gcc 4.8.1的结果：

pragma pack = 5
attribute packed = 5
alignas = 8

Answer 1

alignas无法取代#pragma pack。

GCC接受alignas声明，但仍保持成员正确对齐：满足最严格的对齐要求（在这种情况下，long的对齐）也满足您指定的要求。

然而，海湾合作委员会过于宽大，因为标准实际上明确禁止§7.6.2第5段：

声明中所有 alignment-specifiers 的组合效果不应指定比所有 alignment-specifiers所声明的实体所需的对齐更不严格的对齐被省略（包括其他声明中的那些）。

Answer 2

我想您知道使用未对齐或未对齐的数据会带来风险和成本。

例如，检索5字节的未对齐数据结构比检索8字节的未对齐数据结构更耗时。这是因为，如果您的5个“ ...字节数据不是从这4个字节边界之一开始的，则计算机必须读取两次内存，然后将这4个字节在内部组装到单个寄存器中”（1）。 >

处理未对齐的数据需要进行更多的数学运算，并最终导致ECU消耗更多的时间（和功率）。

请注意，C和C ++都被认为是“硬件友好的”语言，这不仅意味着“最小内存使用量”语言，而且还主要集中在效率和牢度处理上。数据对齐（当并非严格要求“我需要存储什么”时）是一个概念，它暗示着另一个概念：“很多时候，软件和硬件都类似于生活：您需要做出牺牲才能获得更好的结果！”。 >

请，请考虑也要问自己，你没有错误的假设。类似的东西：“较小/ st结构=>更快/ st处理”。如果是这样，您可能（完全）错了。

但是，如果我们认为您的意思是这样的：您根本不关心软件的效率，功耗和牢固性，而只是痴迷（由于硬件限制或仅出于理论上的兴趣）在“最小内存使用量”中，那么也许您会发现以下读数很有用：

（1）Declare, manipulate and access unaligned memory in C++

（2）C Avoiding Alignment Issues

但是，请务必阅读以下内容：

（3）What does the standard say about unaligned memory access?

重定向到该标准的摘要：

（4）http://eel.is/c++draft/basic.life#1

（5）Unaligned memory access: is it defined behavior or not? [重复了，但也许有一些额外的信息]。

Answer 3

不幸的是，在C ++ 11和C ++ 14中都没有保证对齐。 但是它在C ++ 17中得到了保证。

请检查来自Bartlomiej Filipek的出色作品：

https://www.bfilipek.com/2019/08/newnew-align.html

如何使用alignas替换pragma pack？

3 个答案: