紧凑结构体的最后对齐方式

Question

有没有办法让gcc仅在紧凑结构的末尾进行填充？

我正在使用紧凑结构进行空间优化，但也将该结构用于计算内存偏移量（在缓冲区中存储多个结构）。因此，如果我的结构的总大小未对齐（不是4的倍数），如果我尝试访问缓冲区中的下一个结构，我将收到SIGBUS信号。

例如：

sizeof(my_packed_struct) == 11
sizeof(other_struct) == 12

如果我将my_packed_struct放在地址0x2000处，那么我也会将other_struct放在0x200B（+11字节）处。

因此，如果我想访问other_struct，例如(other_struct*)0x200B，我会收到SIGBUS信号。

所以我很好奇是否有一种方法可以使GCC填充结构以避免这个问题。

以下是定义：

typedef struct __attribute__ ((packed)) my_packed_struct {
    uint8_t att1;
    bool att2;
    uint32_t att3;
    uint32_t att4;
    bool att5;
} my_packed_struct;

我可以像这样添加一个属性

typedef struct __attribute__ ((packed)) my_packed_struct {
    uint8_t att1;
    bool att2;
    uint32_t att3;
    uint32_t att4;
    bool att5;
    uint8_t pad;
} my_packed_struct;

为了确保匹配到大小12，但我正在寻找一种解决方案，不需要手动计算大小和填充（例如，如果将来必须添加另一个属性）。

我看了gcc结构体中的内存对齐，我确实在内部缓冲区中存储结构体，但我仍然需要暴露一个结构体以方便客户端使用。

- joetde

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为了进行空间优化，首先不要使用bool。并且将bool和char字段放在相邻的位置，这样它们只需要对齐一次。 - wildplasser

我假设这是针对嵌入式系统的，否则即使您创建数百万个结构体，也不必保存仅几个字节。至于您的问题，other_struct是否必须直接跟在紧凑结构体后面？为什么不将其放置在紧凑结构体之后一个良好对齐的地址上？然后填充将是两个结构体之间的空白空间。 - Some programmer dude

哦，还有一件事，你可能把other_structure放在0x200B，对吧？否则就会重叠了。 - Some programmer dude

手动添加填充吗？ - Jonathan Leffler

@Someprogrammerdude 是的，这是为嵌入式系统设计的，并且你说得对，它是0x200B。other_struct必须遵循其他结构（基本上是头部/有效载荷）。此外，我不想让编写者负责对齐结构。 - joetde

可能是内存对齐问题的重复。 - Alex

Answer 1

这个技巧怎么样？

union __attribute__ ((packed)) struct_union
{
    struct my_packed_struct data;
    int pad[(sizeof(my_packed_struct)+3)/sizeof(int)];
} struct_union;

并且使用struct_union代替直接使用my_packed_struct?

为什么会奏效？

1. 联合体是紧密排列的，因此不会额外填充
2. 填充始终是4的倍数（由于int）
3. sizeof计算将确保它足够大以容纳整个my_packed_struct

- Anty

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你应该将3替换为sizeof(int)-1(或者源代码中的任何数字)。 - M.M

是的 - 3等于sizeof(int)-1。int也可以被其他类型替换 - 但问题是关于4字节对齐的。 - Anty