联合和内存对齐问题答案

【问题标题】：Issues with union and memory aligment联合和内存对齐问题
【发布时间】：2014-12-03 17:41:50
【问题描述】：

我目前正在开发一个嵌入式代码端口（在飞思卡尔 S12 上），所以 GNU 和我遇到了工会问题。我有以下工会

typedef signed short        sint16;
typedef signed long         sint32;

typedef union
{
    sint32 Akku;
    sint16 AkkuHigh;
    sint16 AkkuLow;
} akku_type;

我想访问联合的最高 2 个字节。问题是，AkkuHigh 和 AkkuLow 的起始地址都与 Akku 相同。它似乎是特定于编译器的。我的问题是：是否存在改变联合行为的编译器标志？属性((align (2))) 可以帮助我吗？

提前谢谢你

【问题讨论】：

将high 和low 字段打包到一个内部匿名struct 中。严格来说它不是便携式的，但它应该可以工作。
你为什么期望他们有不同的地址？
@ParkYoung-Bae：C 允许它，它是一个常见的 C++ 扩展。想知道为什么委员会没有屈服并使其合法化......
@ParkYoung-Bae：在结构的开始处填充？你从哪里得到那个打破标准的编译器？（并且在成员之后不必要的填充只是很奇怪，而且还没有在野外发现。）

标签： c++ c memory unions

【解决方案1】：

是的，Akku、AkkuHigh、AkkuLow 都具有相同的地址。这就是unions 在 C 中的工作方式。从外观上看，您打算使用一个 32 位成员和一个由两个 16 位成员组成的结构的成员来创建联合。你写的不是实现它的方法。试试吧：

typedef union
{
    sint32 Akku;
    struct s {
      sint16 AkkuHigh;
      sint16 AkkuLow;
    } representation;
} akku_type;

【讨论】：

是否保证AkkuHigh 为高字节，AkkuLow 为低字节？编译器不能决定切换它们吗？
@Unapiedra 保证结构成员的地址是有序的。这些地址对应的是实现相关的（通常，这取决于目标架构的字节序。所写的结构适用于大多数大字节序架构）。
@Unapiedra：不允许切换它们，但在struct-members 之后添加任意（实现定义的）填充量是（not 在它们之前）。

【解决方案2】：

联合的正确定义见this answer。

atribute(align(2)) 如果您在 32 位或 64 位架构上编译它，肯定会对您有所帮助。此外，在 64 位上，sizeof(sint32) 是 8（64 位）。

根据架构的字节序，您可能需要交换 AkkuHigh 和 AkkuLow。

【讨论】：

只要提到它是有效的 C 但不是 C++，虽然是 C++ 中的一个常见扩展。
究竟什么是无效的 C++？未命名的结构？
是的。匿名类型的未命名成员。当你更正它时 Ping 我。
知道了。完全删除了联合的定义，在另一个答案中描述得很好。
我会保留它并添加免责声明。考虑到该扩展的普遍性，它是 C 中更好的解决方案，并且可以说在 C++ 中也是如此。