字节对齐__align(),__attribute((aligned (n))),#pragma pack(n)这三个什么区别呀？？

Julius007

最近想了接一些字节对齐的知识。
1，查了字节对齐的原因--为什么要字节对齐？？大多数是说，为了CPU执行效率，这个太宏观了。听起来很泛泛的感觉，如果不是为了CPU的一些效率或者速度的话，执行这些东西干嘛，所以查了很久还是不了解为什么要字节对齐。
2，__align(),__attribute((aligned (n))),#pragma pack(n)看到很多讲解着三个关键字来说字节对齐的，不知道这三者什么区别呢？？
3，还有就是哪些关键地方要用到字节对齐呀？？？好多局部变量，全局变量都没有用。
4，这些对齐是不是和编译器及硬件有关系呀？？

好像一口气问了好多问题也，不过我感觉很多人应该和我有同样的疑问吧。有没有好的文档可以了解一下呀？？度娘搜的大多数都是讲---结构体用到字节对齐后的大小。

正点原子

这个问题问的好.
，__align(),__attribute ,#pragma pack
这三个我都用过,但是也不太清楚具体的区别,期待高人讲解下.

roarghy

__attribute__((aligned)) variable attribute

Non-Confidential		ARM DUI0375E
ARM® Compiler v5.04 for ?Vision armcc User Guide Version 5
Home > Compiler-specific Features > __attribute__((aligned)) variable attribute

9.60 __attribute__((aligned)) variable attribute

Thealignedvariable attribute specifies a minimum alignment for the variable or structure field, measured in bytes.

Note

This variable attribute is a GNU compiler extension that the ARM compiler supports.

Examples

/* Aligns on 16-byte boundary */
int x __attribute__((aligned (16)));
/* In this case, the alignment used is the maximum alignment for a scalar data type. For ARM, this is 8 bytes. */
short my_array[3] __attribute__((aligned));
[/mw_shl_code]
			

Related reference

9.2 __align

Non-Confidential		ARM DUI0375E
Copyright © 2007, 2008, 2011, 2012, 2014 ARM. All rights reserved.

Home > Compiler-specific Features > __attribute__((aligned)) variable attribute

roarghy

9.2 __align

The__alignkeyword instructs the compiler to align a variable on ann-byte boundary.

__alignis a storage class modifier. It does not affect the type of the function.

Syntax

__align(n)

Where:

n

is the alignment boundary.

For local variables,ncan take the values 1, 2, 4, or 8.

For global variables,ncan take any value up to 0x80000000 in powers of 2.

Usage

__align(n)is useful when the normal alignment of the variable being declared is less thann. Eight-byte alignment can give a significant performance advantage with VFP instructions.

__aligncan be used in conjunction withexternandstatic.

Restrictions

Because__alignis a storage class modifier, it cannot be used on:

• Types, includingtypedefs and structure definitions.
• Function parameters.

You can only overalign. That is, you can make a two-byte object four-byte aligned but you cannot align a four-byte object at 2 bytes.

Examples

__align(8) char buffer[128];  // buffer starts on eight-byte boundary
[/mw_shl_code]
void foo(void)
{
    ...
    __align(16) int i; // this alignment value is not permitted for
                       // a local variable
    ...
}
__align(16) int i; // permitted as a global variable.
[/mw_shl_code]
			

Related reference

7.104 --min_array_alignment=opt

9.60 __attribute__((aligned)) variable attribute

人民币的幻想

http://blog.csdn.net/21aspnet/article/details/6729724
具体的在这，讲的很好

ofourme

1、硬件限制；2、不同编译器的不同实现方法；3、编译器默认处理；4一般char按字节对齐，short按2字节对齐，long按4字节对齐。char如果要4字节对齐就要特别声明。

Julius007

回复【3楼】正点原子:
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呵呵....最近做项目的时候遇到了，以前学C语言和学习开发板的时候没有注意，现在感觉这些知识很重要。

Julius007

回复【2楼】ofourme:
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O(∩_∩)O哈哈~  谢谢，昨天看了一下，虽然云里雾里的，但是你说的还是蛮有意思的，回答的真是简洁明了。

liyanchao153

回复【2楼】ofourme:
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怎样设置MDK几字节对齐？

qq942266575

学习了。

aleda303

字节对齐 能够提高效率的原因是 ：

8/16位 一般是 以 2的倍数
32位单片机(stm32) 是以4的倍数的 地址 来访问 内存的，如 0x***04 ~ 0x***08
所以 在访问 非4倍数的变量的时候比如 0x***6， 就先找到0x***04, 再加个偏移，这样就增加了指令时间
如果 大量充斥这种变量地址，则访问速度会大大降低
最快速的访问形式是 全部按4字节对齐

那为什么不全用4字节对齐呢？  这样会带了一个也很严重的问题，空间利用率。
比如我定义 char [100]  ，按四字节对齐是能够增加运行速度， 但是 空间要浪费4倍。

所以 在综合 考虑 时间/空间 的基础上， 系统默认 一个折中方式就是 对齐

、、这三种方式什么区别我也不知道。

可能....似乎啊，区别是： 作用区域不一样、【不确定】
    在#pragma pack(n) ......#pragma pack()两句之间有效
    __attribute((aligned (n))) 可能在当前文件有效，

 我一般都用 #pragma pack(n)

mark0668

mark.....

龙之谷

mark，字节对齐关键字，好问题

合肥-文盲

回复【3楼】正点原子:
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我也不知道啥区别，也许不同编译器不同处理吧

roarghy

虽然帖子很久了，但是我还是说下。
MDK环境下，详见MDK--HELP--uversionhelp----compiler specific Features----9.2__align、9.6__attribute__((aligned))、9.91#pragma pack（n），解释的很清晰。我依次贴出来。

roarghy

#pragma pack(n)

Non-Confidential		ARM DUI0375E
ARM® Compiler v5.04 for ?Vision armcc User Guide Version 5
Home > Compiler-specific Features > #pragma pack(n)

9.91 #pragma pack(n)

This pragma aligns members of a structure to the minimum ofnand their natural alignment. Packed objects are read and written using unaligned accesses.

Note

This pragma is a GNU compiler extension that the ARM compiler supports.

Syntax

#pragma pack(n)

Where:

n

is the alignment in bytes, valid alignment values being1,2,4and8.

Default

The default is#pragma pack(8).

Errors

Taking the address of a field in a#pragma packedstructdoes not yield a__packedpointer, so the compiler does not produce an error if you assign this address to a non-__packedpointer. However, the field might not be properly aligned for its type, and dereferencing such an unaligned pointer results in undefined behavior.

Examples

This example demonstrates howpack(2)aligns integer variablebto a 2-byte boundary.

typedef struct
{ 
    char a;
    int b;
} S;
#pragma pack(2)
typedef struct
{ 
    char a;
    int b;
} SP;
S var = { 0x11, 0x44444444 };
SP pvar = { 0x11, 0x44444444 };
[/mw_shl_code]
				

					The layout ofSis:
				
				

					

						Figure 9-1 Nonpacked structure 
S
					
					

						
					
				


				

					The layout ofSPis:
				
				

					

						Figure 9-2 Packed structure 
SP
					
					

						
					
				


				

					

						Note
					
					

						In this layout,xdenotes one byte of padding.
					
					

						SPis a 6-byte structure. There is no padding afterb.
					
				
			

Related concepts

4.34 The __packed qualifier and unaligned data access in C and C++ code

4.39 Comparisons of an unpacked struct, a __packed struct, and a struct with individually __packed fields, and of a __packed struct and a #pragma packed struct

东北小辉辉

回复【17楼】roarghy:
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受教了，感谢提供资料，而且得到一种新的思路，编译器的help文件真的很少去看。

shibusha

mark，感谢分享！

chenyh85

MARK了

善良的二哥

mark，好东西！

idqiye

aleda303 发表于 2013-6-17 16:22
字节对齐 能够提高效率的原因是 ：

8/16位 一般是 以 2的倍数
32位单片机(stm32 ...

为什么我看MDK里对于32的编译器有这么一句话
The default is #pragma pack(8)，即为什么是默认8字节对齐呐？

jorry

学习了，谢谢！！

2557046847

学习了，mark

yyq

roarghy 发表于 2015-9-29 16:26
虽然帖子很久了，但是我还是说下。
MDK环境下，详见MDK--HELP--uversionhelp----compiler specific&nb ...

漂亮，这才是我们想要的权威解答

yuanzinpl

感谢    找了好久。