爲什麼在這裏打包結構5而不是4字節的大小？

Question

看到網上例如： 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; 

爲什麼會編譯器報告結構的大小爲5個字節，而不是4嗎？它應該包含32位。

Answer 1

這是因爲內存對齊：編譯器不會在中間開始canFlags一個字節，它會在下一個字節（可能是*）開始時啓動它。所以你的初始聯合有四個字節，canFlags有一個字節。

如果，例如，你感動canFlags進入聯盟，這將（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。顯然，這種具體的變化可能不是你想要的;我只是證明問題是在字節邊界上開始一個新字段。

---

*「可能」，因爲最終取決於編譯器。

Answer 2

在一些編譯器中，要「合併」這些位，所有項目必須是相同的類型。所以使它uint32_t你現在有uint8_t - 這似乎不是在編譯器的情況下IdeOne使用'

[不管怎麼樣，它仍然由編譯器如何合併位，所以它是唯一的以絕對保證你的數據存儲爲32位的方法是使用一個單獨的uint32_t並聲明一個類來執行相關的移位操作來控制這個值 - 唯一的保證是你的結構中的ONE元素會有至少與你所要求的位數一樣多]

正如其他人指出的那樣，除了字節邊界之外，你不能啓動一個新的結構。我固定它由具有工會內部的第二結構體，這樣的： 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

的問題是，__attribute__((packed))不執行按位填料。它只是保證在struct成員之間沒有填充。您可以嘗試這個更簡單的示例，其中大小也報告爲5：

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

按位打包僅適用於位域成員。您將需要重新設計您的結構，使其成爲具有bitfields messageID/priority/canFlags的結構體的聯合體，以及具有位域rowID/canFlags的結構體。換句話說，您將需要重複或使用訪問者宏或成員函數。

Answer 4

使用數據結構對齊方式在計算機內存中排列和訪問數據。其具有兩個相關的問題

1. 對齊
2. 填充

當由計算機執行寫操作時，它通常寫入以4個字節倍數（32位系統）。這種行爲的一個原因是提高績效的目標。所以當你編寫任何數據結構時，首先有1個字節的變量，然後是4個字節的變量數據，它將在第一個1字節數據之後進行填充，以在32位邊界上對齊它。

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; 

現在，在上述數據結構中使用的是__attribute__ ((packed))這意味着沒有填充。所以uint32_t是4個字節，但是你說它有26位和3位優先級。現在，因爲您在一個結構中都有兩個變量，所以它將保留32位而不是29位，以便您的第一個結構的信息在邊界上被分配。

現在爲canFlags它將需要另一個字節。因此，這使得5個字節，而不是4.