C语言64位指针对齐问题

Question

在64位系统上，指针仍然是4字节对齐的吗（类似于32位系统上的double）？或者它们不是8字节对齐的吗？

例如，在64位系统上，以下数据结构的大小是多少：

struct a {
    void* ptr;
    char myChar;
}

指针是否会对齐到8字节，导致字符需要填充7个字节（总共=8 + 8 = 16）？还是指针会对齐到4字节（4字节+4字节），导致需要3个字节的填充（总共=4 + 4 + 4 = 12）？

谢谢， Ryan

- DuneBug

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有一瞬间，我读到了“C64”。 - Thilo

Answer 1

数据对齐和打包是与实现相关的，并且通常可以通过编译器设置（甚至是指示符）进行更改。

然而，假设您正在使用默认设置，在大多数（如果不是全部）编译器上，结构应该总共占用16个字节。原因是因为计算机使用其本地字大小（在64位系统中为8个字节）的数据块来读取数据。如果将其填充到4字节的偏移量，则下一个结构将无法正确填充到64位边界。例如，在arr [2]的情况下，数组的第二个元素将从12字节偏移处开始，这不是计算机的本机字节边界。

- reko_t

Answer 2

我认为您不能依赖任何硬性规则。这取决于您使用的编译器和所选的编译选项。

最好的方法是编写一个程序来测试并输出一个头文件，其中将对齐规则编码为#define。您还可以直接在宏中计算您感兴趣的内容。

- MaxGuernseyIII

Answer 3

一般情况下在64位系统上：

struct a {
    void* ptr;      // size is 8 bytes, alignment is 8
    char myChar;    // size is 1 byte,  alignment is 1
                    // padding of 7 bytes so array elements will be properly aligned
}

总大小为16字节。

但这完全是实现定义的 - 我只是给出了一个在许多（大多数？）64位系统上可能成立的例子。

- Michael Burr

Answer 4

你需要查阅特定 ABI 的文档。例如，这里是System V ABI x86-64 架构补充 - 你可以在第12页看到该 ABI 上的指针是8字节对齐的（因此，是的，你展示的结构体会被填充到16字节）。

- caf

Answer 5

语言标准对填充没有任何规定。对齐规则是平台特定的（例如，在 PowerPC CPU 上必须与 x86_64 CPU 上不同），并且它们是实现定义的，这意味着您的编译器可以做任何有效的事情（并且可能会在不同的命令行选项或版本更新后更改该行为）。

我坚信沿着“通常是这样或那样”的任何建议都是误导性的，可能是危险的。

1. 您可以编写一个测试程序，执行一些 sizeof() 和/或 offsetof() 语句，并为您编写一个包含使用的填充的一些 #define 的头文件。

2. 您可以使用 autoconf 来为您完成此操作。

3. 至少，您应该在 main() 函数的开头添加 assert(sizeof(...)) 语句，以便在您的假设错误时得到通知。

- DevSolar