使用__attribute__处理对齐问题

GNU C扩展的__attribute__ 机制被用来设置函数、变量、类型的属性,其用得较多的是处理字节对齐的问题。
__attribute__ 的语法为:
[code]__attribute__ ((语法列表))[/code]


参数aligned(number) [number为最小对齐的字节数]是用得较多的一个。
另一个是参数packed 表示“使用最小对齐”方式,即对变量是字节对齐,对于域是位对齐。


这个例子稍长了点,不过非常简单:
[root@Kendo develop]# cat align.c
[code]#include <stdio.h>
struct A{
        char a;
        int b;
        unsigned short c;
        long d;
        unsigned long long e;
        char f;
};
struct B{
        char a;
        int b;
        unsigned short c;
        long d;
        unsigned long long e;
        char f;
}__attribute__((aligned));
struct C{
        char a;
        int b;
        unsigned short c;
        long d;
        unsigned long long e;
        char f;
}__attribute__((aligned(1)));

struct D{
        char a;
        int b;
        unsigned short c;
        long d;
        unsigned long long e;
        char f;
}__attribute__((aligned(4)));
struct E{
        char a;
        int b;
        unsigned short c;
        long d;
        unsigned long long e;
        char f;
}__attribute__((aligned(8)));
struct F{
        char a;
        int b;
        unsigned short c;
        long d;
        unsigned long long e;
        char f;
}__attribute__((packed));
int main(int argc, char **argv)
{
        printf("A = %d, B = %d, C = %d, D = %d, E = %d, F = %d/n",
                sizeof(struct A), sizeof(struct B), sizeof(struct C), sizeof(struct D), sizeof(struct E), sizeof(struct F));
        return 0;
}[/code]
在一个32位机上运行结果如下:
[code][root@Kendo develop]# gcc -o align align.c
[root@Kendo develop]# ./align            
A = 28, B = 32, C = 28, D = 28, E = 32, F = 20[/code]


我们看到,最后一个struct F,1 + 4 + 2 + 4 + 8 + 1 = 20,因为使用了__attribute__((packed)); 来表示以最小方式对齐,所以结果刚好为20。

而第一个struct A,因为什么也没有跟,采用默认处理方式:4(1) + 4 + 4(2) + 4 +  8 + 4(1) = 28,括号中是其成员本来的大小。与此相似的是struct D。

接下来看struct E,采用8个字节的方式来对齐:8(1+4+2 ,即a, b, c)+ 8(4, d) + 8 + 8(1, f) = 32。
而在struct C中,试图使用__attribute__((aligned(1))) 来使用1个字节方式的对齐,不过并未如愿,仍然采用了默认4个字节的对齐方式。

在struct B中,aligned没有参数,表示“让编译器根据目标机制采用最大最有益的方式对齐"——当然,最有益应该是运行效率最高吧,呵呵。其结果是与struct E相同。

在对结构的大小并不关注的时候,采用默认对齐方式或者编译器认为最有益的方式是最常见的,然后,对于一些对结构空间大小要求严格,例如定义一个数据包报头的时候,明白结构的对齐方式,就非常有用了。

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