为什么在这里打包结构5而不是4字节的大小？

Question

看到网上例如： Ideone example

struct { 
    union { 
    struct { 
     uint32_t messageID : 26; 
     uint8_t priority : 3; 
    } __attribute__ ((packed)); 
    uint32_t rawID : 29; 
    } __attribute__ ((packed)); 
    uint8_t canFlags : 3; 
} __attribute__ ((packed)) idSpecial; 

为什么会编译器报告结构的大小为5个字节，而不是4吗？它应该包含32位。

Answer 1

这是因为内存对齐：编译器不会在中间开始canFlags一个字节，它会在下一个字节（可能是*）开始时启动它。所以你的初始联合有四个字节，canFlags有一个字节。

如果，例如，你感动canFlags进入联盟，这将（可能*）有大小4：

typedef struct structTag { 
    union { 
    struct { 
     uint32_t messageID : 26; /* 26bit message id, 67108864 ids */ 
     uint8_t priority : 3; /* priority: MUST BE 0 */ 
    } __attribute__ ((packed)); 
    uint32_t rawID : 29; 
    uint8_t canFlags : 3; /* <==== Moved */ 
    } __attribute__ ((packed)); 
} __attribute__ ((packed)) idSpecial; 

Updated example on ideone。显然，这种具体的变化可能不是你想要的;我只是证明问题是在字节边界上开始一个新字段。

---

*“可能”，因为最终取决于编译器。

Answer 2

在一些编译器中，要“合并”这些位，所有项目必须是相同的类型。所以使它uint32_t你现在有uint8_t - 这似乎不是在编译器的情况下IdeOne使用'

[不管怎么样，它仍然由编译器如何合并位，所以它是唯一的以绝对保证你的数据存储为32位的方法是使用一个单独的uint32_t并声明一个类来执行相关的移位操作来控制这个值 - 唯一的保证是你的结构中的ONE元素会有至少与你所要求的位数一样多]

正如其他人指出的那样，除了字节边界之外，你不能启动一个新的结构。我固定它由具有工会内部的第二结构体，这样的： http://ideone.com/Mr1gjD

#include <stdint.h> 
#include <stdio.h> 

typedef struct structTag { 
    union { 
    struct { 
     uint32_t messageID : 26; /* 26bit message id, 67108864 ids */ 
     uint8_t priority : 3; /* priority: MUST BE 0 */ 
    } __attribute__ ((packed)); 
    struct { 
     uint32_t rawID : 29; 
     uint8_t canFlags : 3; 
    }; 
    } __attribute__ ((packed)); 
} __attribute__ ((packed)) idSpecial; 

int main() { 
    printf("size: %d", sizeof(idSpecial)); 
    return 0; 
} 

Answer 3

的问题是，__attribute__((packed))不执行按位填料。它只是保证在struct成员之间没有填充。您可以尝试这个更简单的示例，其中大小也报告为5：

typedef struct structTag { 
    struct { 
     uint32_t messageID : 26; 
     uint8_t priority : 3; 
    } __attribute__ ((packed)); 
    uint8_t canFlags : 3; 
} __attribute__ ((packed)) idSpecial; 

按位打包仅适用于位域成员。您将需要重新设计您的结构，使其成为具有bitfields messageID/priority/canFlags的结构体的联合体，以及具有位域rowID/canFlags的结构体。换句话说，您将需要重复或使用访问者宏或成员函数。

Answer 4

使用数据结构对齐方式在计算机内存中排列和访问数据。其具有两个相关的问题

1. 对齐
2. 填充

当由计算机执行写操作时，它通常写入以4个字节倍数（32位系统）。这种行为的一个原因是提高绩效的目标。所以当你编写任何数据结构时，首先有1个字节的变量，然后是4个字节的变量数据，它将在第一个1字节数据之后进行填充，以在32位边界上对齐它。

struct { 
    union { 
    struct { 
     uint32_t messageID : 26; 
     uint8_t priority : 3; 
    } __attribute__ ((packed)); 
    uint32_t rawID : 29; 
    } __attribute__ ((packed)); 
    uint8_t canFlags : 3; 
} __attribute__ ((packed)) idSpecial; 

现在，在上述数据结构中使用的是__attribute__ ((packed))这意味着没有填充。所以uint32_t是4个字节，但是你说它有26位和3位优先级。现在，因为您在一个结构中都有两个变量，所以它将保留32位而不是29位，以便您的第一个结构的信息在边界上被分配。

现在为canFlags它将需要另一个字节。因此，这使得5个字节，而不是4.