我有以下代码：
#include <stdio.h>
int
main(void)
{
float a[4] __attribute__((aligned(0x1000))) = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
printf("%p %p %p %p\n", &a[0], &a[1], &a[2], &a[3]);
}
我有以下输出：
0x7fffbfcd2da0 0x7fffbfcd2da4 0x7fffbfcd2da8 0x7fffbfcd2dac
为什么a[0]的地址不是0x1000的倍数？
__attribute__((aligned(x))) 到底是做什么的？我误解了this的解释？
我使用的是 gcc 4.1.2。
【问题讨论】：
标签： c gcc memory-alignment callstack
我认为问题在于您的数组在堆栈上，并且您的编译器太旧而无法支持过度对齐的堆栈变量。 GCC 4.6 及更高版本fixed that bug。
C11/C++11 alignas(64) float a[4]; 适用于任何 2 的幂对齐。
你使用的 GNU C __attribute__((aligned(x))) 也是如此。
（在 C11 中，#include <stdalign.h> 为 #define alignas _Alignas：cppref）。
但是在你的对齐非常大的情况下，到 4k 页面边界，你可能不希望它在堆栈上。
因为当函数启动时堆栈指针可以是任何东西，所以如果不分配比您需要的更多并对其进行调整，就无法对齐数组。 （编译器将 and rsp, -4096 或等效项，并且不使用分配的 0 到 4088 字节中的任何一个；在该空间是否足够大时进行分支是可能的，但由于巨大的对齐比数组的大小大得多，所以不会这样做或其他当地人不是正常情况。）
如果将数组移出函数并移入全局变量，它应该可以工作。您可以做的另一件事是将其保留为局部变量（这是一件非常好的事情），但将其设为static。这将防止它被存储在堆栈中。请注意，这两种方式都不是线程安全或递归安全的，因为数组只有一个副本。
使用此代码：
#include <stdio.h>
float a[4] __attribute__((aligned(0x1000))) = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
int
main(void)
{
printf("%p %p %p %p\n", &a[0], &a[1], &a[2], &a[3]);
}
我明白了：
0x804c000 0x804c004 0x804c008 0x804c00c
这是预期的。使用你的原始代码，我只是像你一样得到随机值。
【讨论】：
alignas(64) 或任何具有自动存储的对象。当然还有 GNU C __attribute((aligned((64)))
gcc 中有一个错误导致 attribute 对齐无法与堆栈变量一起使用。 它似乎已通过下面链接的补丁修复。下面的链接也包含了很多关于这个问题的讨论。
http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=16660
我已经用两个不同版本的 gcc 尝试了上面的代码：来自 RedHat 5.7 的 4.1.2 框，并且它与您的问题类似地失败了（本地数组在 0x1000 字节边界上没有对齐）。然后我在 gcc 4.4.6 上尝试了你的代码 RedHat 6.3，它完美地工作（本地数组是对齐的）。 Myth TV 的人也有类似的问题（上面的 gcc 补丁似乎已修复）：
http://code.mythtv.org/trac/ticket/6535
无论如何，您似乎在 gcc 中发现了一个错误，该错误似乎已在以后的版本中修复。
【讨论】：
memalign() 有意义吗？
最近的 GCC（用 4.5.2-8ubuntu4 测试）似乎可以按预期工作，阵列正确对齐。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
float a[4] = { 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 };
float b[4] __attribute__((aligned(0x1000))) = { 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 };
float c[4] __attribute__((aligned(0x10000))) = { 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 };
printf("%p %p %p %p\n", &a[0], &a[1], &a[2], &a[3]);
printf("%p %p %p %p\n", &b[0], &b[1], &b[2], &b[3]);
printf("%p %p %p %p\n", &c[0], &c[1], &c[2], &c[3]);
}
我明白了：
0x7ffffffefff0 0x7ffffffefff4 0x7ffffffefff8 0x7ffffffefffc
0x7ffffffef000 0x7ffffffef004 0x7ffffffef008 0x7ffffffef00c
0x7ffffffe0000 0x7ffffffe0004 0x7ffffffe0008 0x7ffffffe000c
【讨论】：
对齐并非对所有类型都有效。您应该考虑使用结构来查看正在运行的属性：
#include <stdio.h>
struct my_float {
float number;
} __attribute__((aligned(0x1000)));
struct my_float a[4] = { {1.0}, {2.0}, {3.0}, {4.0} };
int
main(void)
{
printf("%p %p %p %p\n", &a[0], &a[1], &a[2], &a[3]);
}
然后，您将阅读：
0x603000 0x604000 0x605000 0x606000
这是你所期待的。
编辑： 由@yzap 推动并遵循@Caleb Case 评论，最初的问题是由于仅 GCC 版本。我使用请求者的源代码检查了 GCC 3.4.6 与 GCC 4.4.1：
$ ./test_orig-3.4.6
0x7fffe217d200 0x7fffe217d204 0x7fffe217d208 0x7fffe217d20c
$ ./test_orig-4.4.1
0x7fff81db9000 0x7fff81db9004 0x7fff81db9008 0x7fff81db900c
现在很明显，较旧的 GCC 版本（4.4.1 之前的某个地方）显示出对齐问题。
注意 1：我提出的代码没有回答我理解为“对齐数组的每个字段”的问题。
注意 2：在 main() 中引入非静态 a[] 并使用 GCC 3.4.6 进行编译会破坏结构数组的对齐指令，但结构之间的距离保持 0x1000……仍然很糟糕！ （有关解决方法，请参阅@zifre 答案）
【讨论】：