“强”通过单元素结构在 C 中键入。编译器会做什么？

Question

我计划在我的 C 代码中使用包含标量字段的结构来执行一些语义强类型。基本思想是用于廉价“操作”的宏，这将在错误命名的结构字段上失败，当然还有通过严格参数列表的更复杂的函数。

示例（只有基本思想 - 不是特别聪明的宏代码）

typedef struct {float32_t speedval} MySpeed_t;
typedef struct {float32_t timeval} MyTime_t;
typefed struct {float32_t accvalue} MyAcceleration_t;

#define ACC_VEL_DT(acc,vel,time)\
          (((acc).accvalue = (vel).speedval / (time).timeval)), (acc))

#define ADD_SPEED(velres, vel1, vel2) \
           (((velres).speedval = (vel1).speedval + (vel2).speedval), (velres))

unint8 someCleverMathAndCheck(MySpeed_t speed, MySpeed_t speedArr[], MyAcceleration_t);

现在，在处理此类 onelement 结构时，我对编译器有何期望？我是否必须期待一些填充，更复杂的 asm 来“取消引用第一个元素”，或者在使用这些构造作为函数参数时出现可怕的事情？标准是怎么说的？

Answer 1

不会有任何额外的填充。根据标准，结构的地址是其第一个元素的地址，因此填充始终插入在元素之间或结构的末尾，而不是开头。此外，您不必担心末尾的额外填充，因为对齐方式将正是（单个）数据类型所需的对齐方式。

打开优化后，您可以期望编译器生成基本相同的汇编代码。例如，O2 上的（32 位）GCC 生成的代码为：

float add(float a, float b)
{
    return a + b;    
}

好像：

_add:
LFB0:
    .cfi_startproc
    flds    8(%esp)
    fadds   4(%esp)
    ret
    .cfi_endproc

如果您定义类似以下内容：

typedef struct foo
{
    float x;
} foo;

foo add(foo a, foo b)
{
    foo f; 
    f.x = a.x + b.x;
    return f;
}

用O2编译，程序集是完全一样的。