将数组的起始地址对齐为 32 位的倍数？答案

【问题标题】：Aligning starting address of array to be multiples of 32 bit?将数组的起始地址对齐为 32 位的倍数？
【发布时间】：2017-07-18 15:03:17
【问题描述】：

我有一个全局的 char 数组类型。我希望起始地址与 32 位对齐。当我检查映射文件中的虚拟地址时，它是 xxxxxx56H。如何将起始地址对齐为 32 位的倍数。我需要通用解决方案而不是依赖于编译器的解决方案。我试过了

#pragma pack(32)
char array[223];
#pragma pack

但不工作。

P.S : 为了与 32 位对齐，地址的最后两位应为 0。

【问题讨论】：

32 位是 4 个字节？没有标准的内存分配器将提供至少 4 字节对齐的数据（通常至少 8 字节对齐），因为所提供的内存必须可用于任何目的。还是您的意思是 32 字节？对于 C，请参阅 How to allocate aligned memory only using the standard library? 但是，这主要是关于动态分配的内存；不是全局变量。
我需要数组的起始地址与 32 位对齐（4 的倍数，如 xxxxxx00 或 xxxxxx04 或 xxxxxx08 或 xxxxxx0c 等）。不是字节。这也意味着地址的最后两位为零。
@JonathanLeffler：在少于 32 位的平台上，这种情况并不少见。
@Olaf：我指的是标准内存分配器，意思是malloc() 等。 char 类型的全局变量可以在任何类型的边界上——在任何类型的机器上。 char 的全局数组不一定在一个偶数边界上对齐，或者更严格地说，在任何平台上，除非用_Alignas（或alignas，如果你包含<stdalign.h>）适当地限定。
@Jonathan Leffler 是否可以使用 #pragma 或 attribute 将 char 数组起始地址与 4 字节对齐。

【解决方案1】：

包装是完全不相关的东西。要对齐静态变量或结构成员（相对于结构开始），请使用标准 _Alignas specifier。

如果您需要平台上的最大对齐方式（即适合任何类型的对齐方式），请使用max_align_t，对于特定的字节对齐方式，只需将对齐方式指定为常量表达式：

_Alignas(32 / CHAR_BIT) char a[10];

（如果除法有余数，这将导致问题；您的意思是 32 bits 还是 32 bytes？标准不保证一个字节有 8 位。）

如果您打算将数组转换为任何其他类型，您仍然会通过违反有效类型（也称为严格别名）规则来调用未定义的行为。为数组使用正确的类型，并使用类型中较大的对齐方式或任何您想要使用的对齐方式，例如条件运算符：

Alignas(_Alignof(int) > 8 ? _Alignof(int) : 8) int a[10];

【讨论】：

【解决方案2】：

定义在 32 位边界上对齐的 char 数组的一种可移植方式如下：

union {
    char array[223];
    unsigned long ul;
} u;

u 将在 32 位边界上对齐，或者如果 unsigned long 类型需要它，则可能是 2 的更大幂，这在您的系统上很有可能。该数组以u.array 访问。没有编译指示，没有特定于 C11 的语法，没有特定于编译器的扩展。

如果类型 uint32_t 可用，您可以使用它来代替 unsigned long。

此解决方案并不是真正可移植的，但可以解决不支持 _Alignas 说明符的过时编译器。您的编译器似乎没有与当前（或以前的）C 标准保持同步。

唯一正确的解决方案是使用_Alignas 说明符。如果您提供更多上下文，例如您使用的系统和编译器以及为什么需要 32 位对齐，则可以为您的问题找到更好的解决方案。

【讨论】：

我不确定 OP 是询问 32 bit 还是 32 byte 对齐。而且这不是便携式的。
@Olaf：OP 明确需要 32 位对齐：为了与 32 位对齐，地址的最后两位应该为 0。提案？
"#pragma pack(32)" 将提供 32 个 byte 对齐（在 struct 中）。但是，是的，也许有一个误解。它不可移植，因为语言中的任何类型都没有对齐要求。
@Olaf：是的，有一个误解。确实没有对齐要求，但如果他想要一个独立于编译器的解决方案，这已经很接近了。
@Olaf：您的解决方案（我会宽恕）不能真正移植到 C11 之前的编译器。 OP 可能正在使用甚至不支持 C99 的 VS2010。