c语言中的_attribute_的意义

最新推荐文章于 2024-11-11 19:12:42 发布

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本文介绍了数据对齐问题及其三种常见解决方法：手动对齐、使用#pragampack(n)和__attribute__((packed))。文章还详细解释了__attribute__((packed))的使用规则和语法。

我们在进行定义数据结构计算数据结构大小的时候，或者进行网络通讯的socket发送数据的时候，都会遇到一个共同的问题：数据对齐问题。

这个问题是硬件为提高访问数据的效率，引出的问题，这里就不具体说这样为什么可以提高数据的访问效率，有兴趣的人，网上都有。

既然这个问题是实实在在存在的，并且软件发展了这么多年，也肯定有破解之道，下面就简单的介绍常见的3种方法：

1. 手动对齐，根据自己定义的数据结构，然后根据大小，按照一定的规律去排兵布阵，就可以让数据结构紧凑，尽量少的出现内存空隙。

这种方法实际上就是要求我们有一个好的编程习惯，这样可以提高我们代码的整洁性，也可以节省内存空间

2. 使用#pragam pack(n) 对齐数据结构

这条预处理指令中的n就是按照那个字节进行对齐，n=1~4 并且必须是2的倍数

当n=4的时候，就是我们默认的数据结构对齐方式

当n=1的时候，也就是最节省空间的方法

以前受硬件条件的限制，我们能减少内存的占用就尽量少的占用内存，才会这样去做，不过现在的存储芯片，动辄上G，甚至上T，比以前的K级别的芯片容量打多了。

3. 使用 __attribute__ ((packed)) ，让编译器取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐，这样子两边都需要使用 __attribute__ ((packed))取消优化对齐，就不会出现对齐的错位现象。

这种方式与上边的第二种方式是相同的

针对这个问题，个人觉得已经没有什么好研究的了，存在就存在，我们的硬件太大了，毕竟不是新中国刚成立时期，却内存。如果确实想了解一下或者有强迫症的人，可以继续看下边关于attribute的一些使用规则，语法。

关于attribute的使用规则来源于网上：

1. __attribute__ ((packed)) 的作用就是告诉编译器取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐，是GCC特有的语法。这个功能是跟操作系统没关系，跟编译器有关，gcc编译器不是紧凑模式的，我在windows下，用vc的编译器也不是紧凑的，用tc的编译器就是紧凑的。例如：

在TC下：struct my{ char ch; int a;} sizeof(int)=2;sizeof(my)=3;（紧凑模式）

在GCC下：struct my{ char ch; int a;} sizeof(int)=4;sizeof(my)=8;（非紧凑模式）

在GCC下：struct my{ char ch; int a;}__attrubte__ ((packed)) sizeof(int)=4;sizeof(my)=5

2. __attribute__关键字主要是用来在函数或数据声明中设置其属性。给函数赋给属性的主要目的在于让编译器进行优化。函数声明中的__attribute__((noreturn))，就是告诉编译器这个函数不会返回给调用者，以便编译器在优化时去掉不必要的函数返回代码。

GNU C的一大特色就是__attribute__机制。__attribute__可以设置函数属性（Function Attribute）、变量属性（Variable Attribute）和类型属性（Type Attribute）。

__attribute__书写特征是：__attribute__前后都有两个下划线，并且后面会紧跟一对括弧，括弧里面是相应的__attribute__参数。

__attribute__语法格式为：

__attribute__ ((attribute-list))

其位置约束：放于声明的尾部“；”之前。

函数属性（Function Attribute）：函数属性可以帮助开发者把一些特性添加到函数声明中，从而可以使编译器在错误检查方面的功能更强大。__attribute__机制也很容易同非GNU应用程序做到兼容之功效。

GNU CC需要使用 –Wall编译器来击活该功能，这是控制警告信息的一个很好的方式。

packed属性：使用该属性可以使得变量或者结构体成员使用最小的对齐方式，即对变量是一字节对齐，对域（field）是位对齐。

如果你看过GPSR协议在TinyOS中的实现，你一定会注意到下面的语句：

typedef struct {
double x;
double y;
} __attribute__((packed)) position_t;

开始我们还可以理解，不久是定义一个结构体嘛！不过看到后面的语句，你可能就会一头雾水了，’ __attribute__((packed))’是什么东西？有什么作用？一连串的疑问马上就会从你脑袋里冒出来。虽然这个对理解整个程序没有什么影响，但我不想让这些疑问一直呆在我的脑子里，负担太重。省得以后念念不忘，而且也许有一天可以用的上呢。搞清楚这个问题吧！

GNU C的一大特色（却不被初学者所知）就是__attribute__机制。__attribute__可以设置函数属性（Function Attribute）、变量属性（Variable Attribute）和类型属性（Type Attribute）。
__attribute__语法格式为：
__attribute__ ((attribute-list))

其位置约束为：放于声明的尾部“；”之前。

packed是类型属性（Type Attribute）的一个参数，使用packed可以减小对象占用的空间。需要注意的是，attribute属性的效力与你的连接器也有关，如果你的连接器最大只支持16字节对齐，那么你此时定义32字节对齐也是无济于事的。

使用该属性对struct或者union类型进行定义，设定其类型的每一个变量的内存约束。当用在enum类型定义时，暗示了应该使用最小完整的类型（it indicates that the smallest integral type should be used）。

下面的例子中，my-packed-struct类型的变量数组中的值会紧凑在一起，但内部的成员变量s不会被“pack”，如果希望内部的成员变量也被packed的话，my-unpacked-struct也需要使用packed进行相应的约束。