联盟数据结构对齐

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了联盟数据结构对齐前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。
我正在使用一些(我认为是)具有联合的坏代码
union my_msg_union
{
  struct message5;
  char buffer[256]
} message;

缓冲区中有来自通信的256个字节.结构类似于:

struct message5 {
 uint8 id;
 uint16 size;
 uint32 data;
 uint8 num_ids;
 uint16 ids[4];
} message5d

在大量架构(8位AVR,16位菲利普斯,32位臂,32位x86和amd64)上编译相同的代码.

我认为的问题是使用了union:代码只是一串连续收到的字节进入缓冲区,然后通过结构读出值,而不考虑结构的对齐/填充.

果然,快速查看不同系统上的sizeof(message5d)给出了不同的结果.

然而令我感到惊讶的是,每当与char []的联合存在时,所有类型的所有结构的所有实例在所有系统上都会丢弃它们的填充/对齐,并确保是连续的字节.

这是C标准还是编译器作者为“帮助”提供的东西?

解决方法

代码演示了与您描述的相反的行为:
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

struct message5
{
    uint8_t id;
    uint16_t size;
    uint32_t data;
    uint8_t num_ids;
    uint16_t ids[4];
};

#if !defined(NO_UNION)
union my_msg_union
{
    struct message5 msg;
    char buffer[256];
};
#endif /* NO_UNION */

struct data
{
    char const *name;
    size_t offset;
};

int main(void)
{
    struct data offsets[] =
    {
        { "message5.id",offsetof(struct message5,id) },{ "message5.size",size) },{ "message5.data",data) },{ "message5.num_ids",num_ids) },{ "message5.ids",ids) },#if !defined(NO_UNION)
        { "my_msg_union.msg.id",offsetof(union my_msg_union,msg.id) },{ "my_msg_union.msg.size",msg.size) },{ "my_msg_union.msg.data",msg.data) },{ "my_msg_union.msg.num_ids",msg.num_ids) },{ "my_msg_union.msg.ids",msg.ids) },#endif /* NO_UNION */
    };
    enum { NUM_OFFSETS = sizeof(offsets) / sizeof(offsets[0]) };

    for (size_t i = 0; i < NUM_OFFSETS; i++)
        printf("%-25s  %3zu\n",offsets[i].name,offsets[i].offset);
    return 0;
}

示例输出(Mac OS X 10.9 Mavericks上的GCC 4.8.2,64位编译):

message5.id                  0
message5.size                2
message5.data                4
message5.num_ids             8
message5.ids                10
my_msg_union.msg.id          0
my_msg_union.msg.size        2
my_msg_union.msg.data        4
my_msg_union.msg.num_ids     8
my_msg_union.msg.ids        10

联合中的偏移量与结构中的偏移量相同,如C标准所要求的那样.

你必须根据上面的代码给出一个完整的编译反例 – 并指定你正在编译的编译器和平台来获得你的偏差答案 – 如果你确实可以重现不正确的答案.

我注意到我必须将uint8等更改为uint8_t,但我认为这没有任何区别.如果是,您需要指定从uint8获取名称标题.

更新的代码可以在有或没有union的情况下编译.使用-DNO_UNION编译时的输出

message5.id                  0
message5.size                2
message5.data                4
message5.num_ids             8
message5.ids                10

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