C++ 指定64位对齐

给定一个结构定义，如

struct foo {
    int a, b, c;
};

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最好的（最简单、最可靠和可移植的）方法是什么来指定它应该始终与64位地址对齐，即使在32位构建上也是如此？我在GCC4.5.2中使用C++11，希望也支持Clang。

可移植？我真的不知道什么是真正的便携方式。GCC有

\uuuu属性（（aligned（8））

，其他编译器也可能有等价物，可以使用预处理器指令进行检测。

既然您说您正在使用GCC并希望支持Clang，那么GCC的

aligned

应该可以做到以下几点：

struct foo {
    int a, b, c;
} __attribute__((__aligned__(8))); // aligned to 8-byte (64-bit) boundary

以下是合理的可移植性，因为它可以在许多不同的实现上工作，但不是所有实现上都可以：

union foo {
    struct {int a, b, c; } data;
    double padding1;
    long long padding2;
};

static char assert_foo_size[sizeof(foo) % 8 == 0 ? 1 : -1];

将无法编译，除非：

• 编译器在

  foo

  中添加了一些填充，使其达到8的倍数，这通常只会因为对齐要求而发生，或者

• foo.data

  的布局非常奇怪，或者

• long-long

  和

  double

  中的一个大于3整数，是8的倍数。这并不一定意味着它是8对齐的

考虑到您只需要支持2个编译器，并且clang在设计上与gcc相当兼容，只需使用有效的

\uuuu属性

。如果您现在想编写能够（希望）在您没有测试的编译器上工作的代码，那么只考虑做其他事情

C++11添加了

alignof

，您可以测试它，而不是测试大小。它将消除误报，但仍然会给您留下一些一致性的实现，其中union无法创建您想要的对齐方式，因此无法编译。另外，我的

sizeof

技巧非常有限，如果您的结构只有4个int而不是3个int，那么它根本没有帮助，而

alignof

的方法也是如此。我不知道什么版本的gcc和clang支持

alignof

，这就是为什么我一开始没有使用它的原因。我不认为这很难做到

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顺便说一下，如果动态分配

foo

的实例，那么事情就会变得更容易。首先，我怀疑glibc或类似的

malloc

实现无论如何都会采用8字节对齐方式——如果有一个基本类型采用8字节对齐方式，那么

malloc

必须这样做，我认为glibc

malloc

总是这样，而不是担心在任何给定的平台上是否存在。其次，可以肯定的是，posix_memalign有

 我很确定gcc 4.5.2已经足够老了，它还不支持标准版本，但C++11添加了一些专门处理对齐的类型--
std:：aligned_storage
和
std:：aligned_union
（有关详细信息，请参见§20.9.7.6）

在我看来，实现这一点最明显的方法是使用Boost的
aligned_storage
（或者TR1，如果有的话）。如果您不想这样做，我仍然会认真考虑在大多数代码中使用标准版本，只需编写一个供您自己使用的小型实现，直到您更新到实现该标准的编译器。然而，可移植代码与大多数直接使用
\uuu declspec（align…
或
\uuu attribute（aligned…
或
\uuu属性）的代码看起来仍然略有不同

特别是，它只给你一个原始缓冲区，它的大小和对齐方式都是要求的，然后你就可以使用placement new之类的东西在该存储中创建一个你喜欢的对象了

值得一提的是，这里有一个基于gcc的
\uuuuuu属性（\uuuuu aligned\uuuu，…
指令的
对齐存储的快速实现：

template <std::size_t Len, std::size_t Alignment>
struct aligned_storage {
    typedef struct {
        __attribute__(__aligned__(Alignment)) unsigned char __data[Len];
    } type;
};

模板
结构对齐存储{
类型定义结构{
__属性（对齐）无符号字符数据[Len]；
}类型；
};

演示如何使用此功能的快速测试程序：

struct foo {
    int a, b, c;

    void *operator new(size_t, void *in) { return in; }
};

int main() {
    stdx::aligned_storage<sizeof(foo), 8>::type buf;

    foo& f = *new (static_cast<void*>(&buf)) foo();

    int address = *reinterpret_cast<int *>(&f);

    if (address & 0x3 != 0)
        std::cout << "Failed.\n";

    f.~foo();

    return 0;
}

structfoo{
INTA、b、c；
void*运算符new（size_t，void*in）{return in；}
};
int main（）{
stdx:：aligned_storage:：type buf；
foo&f=*new（static_cast（&buf））foo（）；
int address=*重新解释强制转换（&f）；
如果（地址&0x3！=0）
std:：cout您应该使用
\uuuu属性（（对齐（8））
。但是，我发现此描述仅确保结构的分配大小是8字节的倍数。它不确保起始地址是倍数

例如，我使用
\uuuuu属性（（对齐（64））
，malloc可能返回一个64字节长的结构，其起始地址为0xed2030

如果希望起始地址对齐，则应使用对齐的\u alloc：
.alloc（64，sizeof（foo）
将返回0xed2040。

c++11注释中的[gnu:：aligned（64）]
标准：：原子对象[[gnu：：对齐（64）]]
我很好奇；为什么32位系统上的对齐方式很重要？或者，实际上，在64位系统上，因为该结构通常不需要超过32位对齐。一旦编译器支持它，您就可以使用alignas。@JonathanLefler:我假设允许某些自动sse优化。gcc最近添加了d一些内置的假定是对齐的，以告诉编译器应该对齐内容。使用示例可能会提供更多的见解。@Plasmah：是的，但是GCC 4.5.2（甚至不是4.7.0）不需要。而且您必须将64位对齐类型传递给
alignas
。那么您将传递哪种类型？因为我计划使用指针的低阶位作为标记位。典型的用例是64位平台和指针密集型数据结构，给我三个标记位，但我想确保在编译32位时代码仍然有效是不可移植的。但是那样的话，什么都不会。@johndilling:我知道。它可以移植到正在讨论的两个编译器。根据你链接的文档，这不应该是uuu属性uu（（对齐（8））吗？@D0SBoots:第二个p