__attribute__((packed))詳解

 

 

1. __attribute__ ((packed)) 的做用就是告訴編譯器取消結構在編譯過程當中的優化對齊,按照實際佔用字節數進行對齊，是GCC特有的語法。這個功能是跟操做系統不要緊，跟編譯器有關，gcc編譯器不是緊湊模式的，我在windows下，用vc的編譯器也不是緊湊的，用tc的編譯器就是緊湊的。例如：

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

在GCC下：struct my{ char ch; int a;} sizeof(int)=4;sizeof(my)=8;（非緊湊模式）

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

2. __attribute__關鍵字主要是用來在函數或數據聲明中設置其屬性。給函數賦給屬性的主要目的在於讓編譯器進行優化。函數聲明中的__attribute__((noreturn))，就是告訴編譯器這個函數不會返回給調用者，以便編譯器在優化時去掉沒必要要的函數返回代碼。

GNU C的一大特點就是__attribute__機制。__attribute__能夠設置函數屬性（Function Attribute）、變量屬性（Variable Attribute）和類型屬性（Type Attribute）。

__attribute__書寫特徵是：__attribute__先後都有兩個下劃線，而且後面會緊跟一對括弧，括弧裏面是相應的__attribute__參數。

__attribute__語法格式爲：

__attribute__ ((attribute-list))

其位置約束：放於聲明的尾部「；」以前。

函數屬性（Function Attribute）：函數屬性能夠幫助開發者把一些特性添加到函數聲明中，從而可使編譯器在錯誤檢查方面的功能更強大。__attribute__機制也很容易同非GNU應用程序作到兼容之功效。

GNU CC須要使用 –Wall編譯器來擊活該功能，這是控制警告信息的一個很好的方式。

packed屬性：使用該屬性可使得變量或者結構體成員使用最小的對齊方式，即對變量是一字節對齊，對域（field）是位對齊。

若是你看過GPSR協議在TinyOS中的實現，你必定會注意到下面的語句：
typedef struct {
    double x;
    double y;
} __attribute__((packed)) position_t;

開始咱們還能夠理解，不久是定義一個結構體嘛！不過看到後面的語句，你可能就會一頭霧水了，’ __attribute__((packed))’是什麼東西？有什麼做用？一連串的疑問立刻就會從你腦殼裏冒出來。雖然這個對理解整個程序沒有什麼影響，但我不想讓這些疑問一直呆在個人腦子裏，負擔過重。免得之後念念不忘，並且也許有一天能夠用的上呢。搞清楚這個問題吧！

GNU C的一大特點（卻不被初學者所知）就是__attribute__機制。__attribute__能夠設置函數屬性（Function Attribute）、變量屬性（Variable Attribute）和類型屬性（Type Attribute）。
__attribute__語法格式爲：
__attribute__ ((attribute-list))

其位置約束爲：放於聲明的尾部「；」以前。

packed是類型屬性（Type Attribute）的一個參數，使用packed能夠減少對象佔用的空間。須要注意的是，attribute屬性的效力與你的鏈接器也有關，若是你的鏈接器最大隻支持16字節對齊，那麼你此時定義32字節對齊也是無濟於事的。

使用該屬性對struct或者union類型進行定義，設定其類型的每個變量的內存約束。當用在enum類型定義時，暗示了應該使用最小完整的類型（it indicates that the smallest integral type should be used）。

下面的例子中，my-packed-struct類型的變量數組中的值會緊湊在一塊兒，但內部的成員變量s不會被「pack」，若是但願內部的成員變量也被packed的話，my-unpacked-struct也須要使用packed進行相應的約束。
struct my_unpacked_struct
{
     char c;
     int i;
};
         
struct my_packed_struct
{
     char c;
     int i;
     struct my_unpacked_struct s;
}__attribute__ ((__packed__));

 

 

在每一個系統上看下這個結構體的長度吧。
    內存對齊，每每是由編譯器來作的，若是你使用的是gcc，能夠在定義變量時，添加__attribute__，來決定是否使用內存對齊，或是內存對齊到幾個字節，以上面的結構體爲例：
 1)到4字節，一樣可指定對齊到8字節。
struct student
{
    char name[7];
    uint32_t id;
    char subject[5];
} __attribute__ ((aligned(4))); 

2)不對齊，結構體的長度，就是各個變量長度的和
struct student
{
    char name[7];
    uint32_t id;
    char subject[5];
} __attribute__ ((packed));

 

 

 

 

 

跨平臺時基於數據結構的網絡通訊

 

 

    網絡通訊一般分爲基於數據結構的和基於流的。HTTP協議就是後者的一個例子。
    有時爲了提升程序的處理速度和數據處理的方便，會使用基於數據結構的通訊（不須要對流進行解析）。可是，當須要在多平臺間進行通訊時，基於數據結構的通訊，每每要十分注意如下幾個方面：
[1] 字節序
[2] 變量長度
[3] 內存對齊
    在常見的系統架構中（Linux X86，Windows），非單字節長度的變量類型，都是低字節在前，而在某些特定系統中，如Soalris Sparc平臺，高字節在前。若是在發送數據前不進行處理，那麼由Linux X86發向Soalris Sparc平臺的數據值，勢必會有極大的誤差，進而程序運行過程當中沒法出現預計的正常結果，更嚴重時，會致使段錯誤。
    對於此種狀況，咱們每每使用同一的字節序。在系統中，有ntohXXX(), htonXXX()等函數，負責將數據在網絡字節序和本地字節序之間轉換。雖然每種系統的本地字節序不一樣，可是對於全部系統來講，網絡字節序是固定的-----高字節在前。因此，能夠以網絡字節序爲通訊的標準，發送前，數據都轉換爲網絡字節序。
    轉換的過程，也建議使用ntohXXX(), htonXXX()等標準函數，這樣代碼能夠輕鬆地在各平臺間進行移植（像通訊這種不多依賴系統API的代碼，作成通用版本是不錯的選擇）。

    變量的長度，在不一樣的系統之間會有差異，如同是Linux2.6.18的平臺，在64位系統中，指針的長度爲8個字節，而在32位系統中，指針又是4個字節的長度---此處只是舉個例子，不多有人會將指針做爲數據發送出去。下面是我整理的在64位Linux系統和32位Linux系統中，幾種常見C語言變量的長度：
                short    int    long    long long    ptr    time_t
32位           2         4       4             8               4        4
64位           2         4       8             8               8        8
    在定義通訊用的結構體時，應該考慮使用定常的數據類型，如uint32_t，4字節的固定長度，而且這屬於標準C庫(C99)，在各系統中均可使用。

    內存對齊的問題，也與系統是64位仍是32位有關。若是你手頭有32位和64位系統，不妨寫個簡單的程序測試一下，你就會看到同一個結構體，即使使用了定常的數據類型，在不一樣系統中的大小是不一樣的。對齊每每是以4字節或8字節爲準的，只要你寫的測試程序，變量所佔空間沒有對齊到4或8的倍數便可，舉個簡單的測試用的結構體的例子吧：
struct student
{
    char name[7];
    uint32_t id;
    char subject[5];
};
    在每一個系統上看下這個結構體的長度吧。
    內存對齊，每每是由編譯器來作的，若是你使用的是gcc，能夠在定義變量時，添加__attribute__，來決定是否使用內存對齊，或是內存對齊到幾個字節，以上面的結構體爲例：
 1)到4字節，一樣可指定對齊到8字節。
struct student
{
    char name[7];
    uint32_t id;
    char subject[5];
} __attribute__ ((aligned(4))); 

2)不對齊，結構體的長度，就是各個變量長度的和
struct student
{
    char name[7];
    uint32_t id;
    char subject[5];
} __attribute__ ((packed));

轉自http://blog.chinaunix.net/uid-25768133-id-3485479.html