数据结构对齐答案

【问题标题】：Datastructure alignment数据结构对齐
【发布时间】：2009-11-05 02:56:18
【问题描述】：

所以，我正在编写一些数据包结构（以太网、IP 等），并注意到其中一些后跟 attribute((packed))，这会阻止 gcc 编译器尝试添加填充到他们。这是有道理的，因为这些结构应该连接到电线上。

但后来，我数了数：

struct ether_header
{
  u_int8_t  ether_dhost[ETH_ALEN];  /* destination eth addr */
  u_int8_t  ether_shost[ETH_ALEN];  /* source ether addr    */
  u_int16_t ether_type;             /* packet type ID field */
} __attribute__ ((packed));

这是从一个站点复制的，但我的代码也使用了 2 个 uint8_t 和 1 个 uint16_t。这加起来最多两个字（4 个字节）。

根据来源，系统更喜欢根据 4,8 甚至 16 位的倍数对齐结构。所以，我不明白为什么 attribute((packed)) 是必要的，因为 afaik 这不应该被打包。

还有，为什么双括号 ((packed)) 为什么不用一对呢？

【问题讨论】：

标签： c++ linux gcc networking attributes

【解决方案1】：

如果您的结构已经是正确大小的倍数，那么不，__attribute__((packed)) 不是绝对必要的，但它仍然是一个好主意，以防您的结构大小因任何原因发生变化。如果您添加/删除字段，或更改ETH_ALEN，您仍然需要__attribute__((packed))。

我相信需要双括号才能使您的代码与非 gcc 编译器兼容。通过使用它们，您可以这样做：

#define __attribute__(x)

然后你指定的所有属性都会消失。额外的括号意味着只有一个参数传递给宏（而不是一个或多个），无论您指定多少属性，并且您的编译器不需要支持可变参数宏。

【讨论】：

我忘记了 uint8_t 是数组；愚蠢的我，但很好地呼吁改变计划。

【解决方案2】：

虽然您的系统可能更喜欢某种特定的对齐方式，但其他系统可能不会。就算__attribute__((packed))没有效果，也算是一种偏执吧。

至于为什么是双括号，这个GCC特有的扩展需要双括号。单括号会报错。

【讨论】：

【解决方案3】：

在win32中，你可以这样做： #pragma pack(push) //保存当前状态 #pragma pack(4)//设置跟随为4对齐结构测试 { 字符 m1; 双 m4；国际立方米； }; #pragma pack(pop) //恢复

【讨论】：

【解决方案4】：

packed 指的是结构内部的填充/对齐，而不是结构的对齐。比如

struct {
  char x;
  int y;
}

大多数编译器会在偏移量 4 处分配 y，除非您将结构声明为打包（在这种情况下，y 将在偏移量 1 处分配）。

【讨论】：

在这样的结构上使用 packed 是一个非常糟糕的主意，因为对 y 的访问会在许多平台上陷入困境。
更一般地说，依赖一个 C 结构来表示一个独立于平台的数据布局是自找麻烦。打包只是用一个麻烦换另一个麻烦。

【解决方案5】：

对于这个结构，即使 ETH_ALEN 是一个奇数，你也有两个，所以 uint16 变量必须在两个或零字节偏移处，并且打包不会做任何事情。依赖于打包对于可移植性来说是个坏主意，因为打包机制是不可移植的，如果你使用它们，你可能不得不在你的成员变量中进行字节复制，以避免在这很重要的平台上出现错位异常。

【讨论】：