C结构填充问题

Question

struct something {
    uint32_t a;
    uint8_t  b;
    uint16_t c;
    uint32_t x;
    uint16_t y;
    uint8_t  z;
};

uint8_t *data = malloc(14);
struct something *s = (struct something *)data;

s->a = 1;
s->b = 2;
s->c = 3;
s->x = 4;
s->y = 5;
s->z = 6;

在C中执行此操作是否总是安全的,或者结构填充可能会导致问题？

编辑1(说清楚):是否保证数据[0] ..数据[3] == 1,数据[4] == 2,数据[5] ..数据[6] == 3,数据[ 7] ..数据[10] == 4,数据[11] ..数据[12] == 5和数据[13] == 6？

编辑2:编辑1时出现小错误

Answer 1

这不是一个安全的操作.编译器将以实现定义的方式添加填充.

一般而言,给定大小的成员将在偏移上对齐,该偏移是该大小的倍数.

给定填充的典型方式,这struct很可能是16字节大小.物理布局很可能(但不一定)看起来像这样:

struct something {
    uint32_t a;         // offset 0
    uint8_t  b;         // offset 4
                        // 1 byte padding
    uint16_t c;         // offset 6
    uint32_t x;         // offset 8
    uint16_t y;         // offset 12
    uint8_t  z;         // offset 14
    // 1 byte padding
};

不要使用魔术数字.Intead,使用sizeof运算符.

struct something *s = malloc(sizeof(struct something));

编辑:

如果您想增加struct以特定方式布置的机会,请参阅本指南以了解结构包装.如果你遵循这里的做法,你很有可能(但不是100%)将你的struct意志按照你期望的方式安排在记忆中.

对于gcc,您可以使用__attribute__((packed))a struct来删除a 中的填充struct.但是,这样做可能会导致性能下降或导致页面错误.该-Wpadded和-Wpacked选项还可以告诉你更多关于填充.