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好的，请允许我重新提出这个问题，因为没有一个答案是我真正感兴趣的（如果对这样的问题进行全面编辑是虚假的，我们深表歉意）。

几点：

  • 这是使用与我正在测试的编译器不同的编译器进行的离线分析，因此 SIZEOF() 或类似的编译器不适用于我正在做的事情。
  • 我知道它是实现定义的，但我碰巧知道我感兴趣的实现，如下所示。

让我们创建一个名为 pack 的函数，它将一个整数（称为对齐）和一个整数元组（称为元素）作为输入。它输出另一个整数，称为大小。

该功能的工作原理如下：

int pack (int alignment, int[] elements)
{
  total_size = 0;

  foreach( element in elements )
  {
    while( total_size % min(alignment, element) != 0 ) { ++total_size; }
    total_size += element;
  }

  while( total_size % packing != 0 ) { ++total_size; }

  return total_size;
}

我想我想问的是“这个函数的逆是什么？”，但我不确定逆是否是正确的术语——我不记得曾经处理过具有多个输入的函数的逆，所以我可能只是使用了一个不适用的术语。

我想要的东西（有点）存在；在这里，我提供了一个我们将称为确定对齐的函数的伪代码。不过，该函数有点幼稚，因为它只是用不同的输入一遍又一遍地调用 pack 直到它得到它期望的答案（或失败）。

int determine_align(int total_size, int[] elements)
{
  for(packing = 1,2,4,...,64) // expected answers.
  {
    size_at_cur_packing = pack(packing, elements);

    if(actual_size == size_at_cur_packing)
    {
      return packing;
    }
  }

  return unknown;
}

所以问题是，确定对齐有更好的实现吗？

谢谢，

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7 回答 7

7

C/C++ 中结构成员的对齐完全由实现定义。那里有一些保证，但我不知道他们会如何帮助你。

因此，没有通用的方法来做你想做的事。在特定实现的上下文中，您应该参考涵盖此内容的该实现的文档（如果已涵盖）。

于 2009-08-15T00:03:55.493 回答
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在选择如何将成员打包到struct实现中时，不必遵循您在算法中描述的那种方案，尽管它是一种常见的方案。（即最小尺寸的类型被对齐和首选机器对齐尺寸。）

不过，您不必比较 a 的整体大小struct来确定已应用于各个struct成员的填充。标准宏offsetof将给出从struct任何单个结构成员的开头的字节偏移量。

于 2009-08-15T00:24:21.227 回答
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我让编译器为我做对齐。

在 gcc 中，

typedef struct _foo
{
    u8 v1  __attribute__((aligned(4)));
    u16 v2 __attribute__((aligned(4)));
    u32 v3 __attribute__((aligned(8)));
    u8 v1  __attribute__((aligned(4)));
} foo;

编辑：请注意 sizeof(foo) 将返回正确的值，包括任何填充。

Edit2：并且 offsetof(foo, v2) 也有效。给定这两个函数/宏，您可以弄清楚您需要了解的有关内存中结构布局的所有信息。

于 2009-08-15T00:01:22.097 回答
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老实说，我不确定您要做什么，而且我可能完全误解了您要查找的内容，但是如果您想简单地确定结构的对齐要求是什么，则以下宏可能会有所帮助：

#define ALIGNMENT_OF( t ) offsetof( struct { char x; t test; }, test )

要确定foo结构的对齐方式，您可以执行以下操作：

ALIGNMENT_OF( foo);

如果这不是您最终想要做的事情，那么宏可能会帮助您提出任何算法。

于 2009-08-15T02:18:04.380 回答
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您需要根据下一个字段的对齐方式填充，然后根据您在结构中看到的最大对齐方式填充最后一个元素。请注意，字段的实际对齐方式是其自然对齐方式和该结构的包装中的最小值。即，如果你有一个 4 字节的结构体，一个 double 将对齐到 4 个字节，即使它的自然对齐是 8。

如果和是 2 的幂，您可以使您的内部循环更快。total_size+= total_size % min(packing, element.size);您可以进一步优化它。packingelement.size

于 2009-08-15T00:02:54.043 回答
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我不确定你想在这里实现什么。正如Pavel Minaev所说，对齐是由编译器处理的，而编译器又受平台的应用程序二进制接口的约束，这些数据可由不同的编译器编译的代码访问。以下论文讨论了需要实现调用约定的编译器上下文中的问题：

克里斯蒂安·林迪格和诺曼·拉姆齐。堆栈帧的声明性组合。在 Evelyn Duesterwald，编辑，Proc。第 14 届编译器构造国际会议，Springer，LNCS 2985，2004。

于 2012-12-27T17:26:41.650 回答
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如果问题只是您想保证特定的对齐方式，那很容易。对于特定的对齐方式 = 2^n：

void* p = malloc( sizeof( _foo ) + alignment -1 );
p = (void*) ( ( (char*)(p) + alignment - 1 ) & ~alignment );

我忽略了保存到从 malloc 返回的原始 p 中。如果您打算释放此内存，则需要将该指针保存在某处。

于 2009-08-15T01:54:16.297 回答