为 32 位和 64 位处理器强制对齐的 C++ 安全性

Question

我有两个 CPU。一个 32 位和另一个 64 位。我们有一段如下所示的 C++ 代码：

typedef std::bitset<16> MyBits;

typedef struct t_MyStruct_16 {
    uint32_t first;
    int16_t second;
    __attribute__((__aligned__(8))) MyBits st;
} MyStruct_16;

typedef struct t_MyStruct_12 {
    uint32_t first;
    int16_t second;
    MyBits st;
} MyStruct_12;

使用 sizeof 计算 32 位和 64 位处理器的结构大小是否安全？填充的东西怎么样，如果我进行位运算，它会影响代码的行为吗？

谢谢。

Answer 1

在 C++ 中，总是添加填充以满足数据成员的对齐要求。所以这个问题可以改写为，"is alignof(T) the same for 32-bit and 64-bit` builds?"

一般来说，答案是否定的。使用 gcc7 (linux) 编译您的示例，我得到 alignof(MyBits) 在 64 位构建上等于 8，在 32 位构建上等于 4。

由于 POD 结构的对齐方式与具有最高对齐方式的成员的对齐方式相同，并且 sizeof(T) 必须始终是 alignof(T) 的倍数，因此您得到 sizeof(MyStruct_12) 在 64 位版本上是 16，而不是 12。

一个可能的解决方案是在每个成员上强制对齐（使用 alignof 或 __attrbitue__((aligned))）。

如果您使用的是 gcc，一个更简单的解决方案是使用带有强制对齐值的 #pragma pack(push)。例如：

#pragma pack (push, 4)
typedef std::bitset<16> MyBits;

typedef struct t_MyStruct_16 {
     uint32_t first;
     int16_t second;
     MyBits st;
} MyStruct_16;

typedef struct t_MyStruct_12 {
    uint32_t first;
    int16_t second;
    MyBits st;
} MyStruct_12;

#pragma pack(pop)

这会强制每个成员的最大对齐为 4，这应该适用于 32 位和 64 位版本。

为 32 位和 64 位处理器强制对齐的 C++ 安全性

C++ Safety of enforcing alignment for 32 and 64 bit processors

c++

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type-safety

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