Question

我正在为Microchip C30编译器编写一些C代码，我经常看到结构定义如下：

typedef struct __attribute__((__packed__)) 
{
    IP_ADDR     MyIPAddr;               // IP address
    IP_ADDR     MyMask;                 // Subnet mask
    IP_ADDR     MyGateway;              // Default Gateway
        // etc...
} APP_CONFIG;

包装是什么意思？

Answer 1

当定义结构时，允许编译器添加填充（没有实际数据的空格），以便成员落入更容易访问CPU的地址边界。

例如，在32位CPU上，32位成员应从4个字节的多个地址开始，以便有效地访问（读取和写入）。以下结构定义在两个成员之间添加了一个16位填充，以便第二个成员落在适当的地址边界：

struct S {
    int16_t member1;
    int32_t member2;
};

32位架构中上述结构的内存结构是（〜 =填充）：

+---------+---------+
| m1 |~~~~|   m2    |
+---------+---------+

打包结构时，不插入这些填充。编译器必须生成更多代码（运行速度较慢）以提取未对齐的数据成员，并写入它们。

相同的结构在打包时会在内存中显示为：

+---------+---------+
| m1 |   m2    |~~~~
+---------+---------+

Answer 2

它指示编译器不在struct的成员之间添加任何填充。

例如，请参阅this page。

Answer 3

_attribute__((__packed__))表示（最有可能）“不插入任何填充以使事情更快”，也可能意味着“不要插入任何对齐以保持对齐”。

Answer 4

尚未明确指出的一件事是，通常进行打包以匹配预定义的字段结构。例如，在网络接口的低层，在联网的机器之间交换一系列字节。接收到数据后，将需要将其映射到高级结构，以便可以轻松操作数据。通常是在没有填充的情况下，这样结构才能直接映射到字节。

网络数据交换还涉及字节字节序问题（即，几乎所有网络数据都使用大字节序格式，而不管源计算机和目标计算机的字节序如何）。

此外，某些计算机不能访问非对齐地址中的宽数据，例如，Cortex-M0内核无法访问非32位对齐地址中的32位数据，因此必须注意在这种情况下需要编写网络代码。

Answer 5

让我解释一下结构中填充的概念，然后通过示例打包结构。

然后让我们看看为什么需要包装。

填充：

struct eg_struct
{
           unsigned char abc;
           unsigned int  xyz;
}

在16位体系结构上按上述声明结构时，将为变量abc分配一些地址。下一个地址未分配给变量xyz，而是添加了一个额外的字节，然后下一个地址将分配给变量xyz。

最后，结构如下所示：

struct eg_struct
{
           unsigned char abc;
           unsigned char paddedbytes[1];
           unsigned int  xyz;
}

填充使微控制器可以轻松访问成员变量的地址。缺点是图片中会多余的字节。

包装：

如果使用属性“ packed”声明了相同的结构，则不会在变量abc之后添加额外的字节。

让我举一个需要包装的例子：

考虑一个与EEPROM连接的微控制器，其中存储了某些结构。

想象一下，写入EEPROM的功能如下所示：

Write_EEPROM(EEPROM address, Ram address, Byte count);

现在，如果不打包，多余的填充字节将占据EEPROM中的空间，这没有用。

什么是C中的“打包”结构？

5 个答案: