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给定一个结构定义，如

struct foo {
    int a, b, c;
};

什么是最好的（最简单、最可靠和可移植的）方法来指定它应该始终与 64 位地址对齐，即使在 32 位构建上也是如此？我将 C++11 与 GCC 4.5.2 一起使用，并希望也支持 Clang。

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6 回答 6

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既然您说您正在使用 GCC 并希望支持 Clang，那么 GCC 的aligned 属性应该可以解决问题：

struct foo {
    int a, b, c;
} __attribute__((__aligned__(8))); // aligned to 8-byte (64-bit) boundary
于 2012-06-08T14:46:52.980 回答
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以下是相当可移植的，因为它将适用于许多不同的实现，但不是全部：

union foo {
    struct {int a, b, c; } data;
    double padding1;
    long long padding2;
};

static char assert_foo_size[sizeof(foo) % 8 == 0 ? 1 : -1];

这将无法编译，除非：

  • 编译器添加了一些填充以foo使其达到 8 的倍数，这通常只会由于对齐要求而发生，或者
  • 的布局foo.data极其奇怪，或者
  • 其中一个long long和double大于 3 个整数，并且是 8 的倍数。这并不一定意味着它是 8 对齐的。

鉴于您只需要支持 2 个编译器，并且 clang 在设计上与 gcc 相当兼容，因此只需使用__attribute__它即可。如果您现在想编写可以（希望）在您未测试的编译器上工作的代码，请只考虑做其他事情。

C++11 增加了alignof，你可以测试而不是测试大小。它会消除误报，但仍然会给您留下一些一致的实现，在这些实现上，联合无法创建您想要的对齐，因此无法编译。此外，我的sizeof技巧非常有限，如果你的结构有 4 个整数而不是只有 3 个整数，它根本没有帮助，而同样的事情有alignof。我不知道 gcc 和 clang 支持哪些版本alignof，这就是为什么我一开始没有使用它的原因。我不会认为这很难做到。

顺便说一句，如果实例foo是动态分配的，那么事情会变得更容易。首先，我怀疑 glibc 或类似malloc的实现无论如何都会 8 对齐 - 如果有一个 8 字节对齐的基本类型，那么malloc我认为 glibcmalloc总是这样做，而不是担心是否有任何给定平台。其次，posix_memalign要确定。

于 2012-06-08T15:20:01.223 回答
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你应该使用__attribute__((aligned(8)). 但是，我发现此描述仅确保分配的结构大小是 8 字节的倍数。它不能确保起始地址是倍数。

例如。我使用__attribute__((aligned(64))，malloc 可能会返回一个 64Byte 长度的结构，其起始地址为 0xed2030。

如果要对齐起始地址，则应使用对齐的alloc： gcc对齐分配。aligned_alloc(64, sizeof(foo)将返回 0xed2040。

于 2016-07-08T06:31:39.477 回答
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便携的？我真的不知道真正便携的方式。GCC 有__attribute__((aligned(8))), 其他编译器也可能有等价物，您可以使用预处理器指令检测它们。

于 2012-06-08T14:46:23.553 回答
2

我很确定 gcc 4.5.2 已经足够老了，它还不支持标准版本，但是 C++11 添加了一些专门用于处理对齐的类型——std::aligned_storage除std::aligned_union其他外（参见 §20.9.7.6 了解更多信息）细节）。

在我看来，最明显的方法是使用 Boost 的实现aligned_storage（或 TR1，如果你有的话）。如果您不希望这样，我仍然会认真考虑在您的大多数代码中使用标准版本，并且只需编写它的一个小实现供您自己使用，直到您更新到实现该标准的编译器。然而，可移植代码看起来仍然与大多数使用类似__declspec(align...或__attribute__(__aligned__, ...直接使用的代码略有不同。

特别是，它只是给你一个请求大小的原始缓冲区和请求的对齐。然后由您决定使用诸如placement new之类的东西在该存储中创建您类型的对象。

对于它的价值，这里有一个aligned_storage基于 gcc__attribute__(__aligned__,...指令的快速实现：

template <std::size_t Len, std::size_t Alignment>
struct aligned_storage {
    typedef struct {
        __attribute__(__aligned__(Alignment)) unsigned char __data[Len];
    } type;
};

一个快速测试程序来展示如何使用它：

struct foo {
    int a, b, c;

    void *operator new(size_t, void *in) { return in; }
};

int main() {
    stdx::aligned_storage<sizeof(foo), 8>::type buf;

    foo& f = *new (static_cast<void*>(&buf)) foo();

    int address = *reinterpret_cast<int *>(&f);

    if (address & 0x3 != 0)
        std::cout << "Failed.\n";

    f.~foo();

    return 0;
}

当然，在实际使用中，您会包装/隐藏我在这里展示的大部分丑陋。如果你这样离开它，（理论/未来）可移植性的价格可能过高。

于 2012-06-08T15:39:17.460 回答
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[[gnu::aligned(64)]] in c++11 annotation std::atomic <int64_t> ob [[gnu::aligned(64)]]

于 2018-09-06T03:44:21.557 回答