Дополнительные байты при объявлении члена структуры как uint32_t - PullRequest
Новая
       14

Дополнительные байты при объявлении члена структуры как uint32_t

2 голосов
/ 01 ноября 2011

У меня проблема при использовании типа uint32_t из библиотеки stdint.h. Если я запускаю следующий код (в Ubuntu linux 11.10 x86_64, g ++ версия 4.6.1): 

#include "stdint.h"
#include <iostream>
using std::cout;
typedef struct{
    // api identifier
    uint8_t api_id;

    uint8_t frame_id;
    uint32_t dest_addr_64_h;
    uint32_t dest_addr_64_l;
    uint16_t dest_addr_16;
    uint8_t broadcast_radius;
    uint8_t options;
    // packet fragmentation
    uint16_t order_index;
    uint16_t total_packets;
    uint8_t rf_data[];
} xbee_tx_a;

typedef struct{
    // api identifier
    uint8_t api_id;

    uint8_t frame_id;
    uint16_t dest_addr_64_h;
    uint16_t dest_addr_64_l;
    uint16_t dest_addr_16;
    uint8_t broadcast_radius;
    uint8_t options;
    // packet fragmentation
    uint16_t order_index;
    uint16_t total_packets;
    uint8_t rf_data[];
} xbee_tx_b;


int main(int argc, char**argv){

   xbee_tx_a a;

   cout<<"size of xbee_tx_a "<<sizeof (xbee_tx_a)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.api_id "<<sizeof (a.api_id)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.frame_id "<<sizeof (a.frame_id)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.dest_addr_64_h "<<sizeof (a.dest_addr_64_h)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.dest_addr_64_l "<<sizeof (a.dest_addr_64_l)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.dest_addr_16 "<<sizeof (a.dest_addr_16)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.broadcast_radius "<<sizeof (a.broadcast_radius)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.options "<<sizeof (a.options)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.order_index "<<sizeof (a.order_index)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.total_packets "<<sizeof (a.total_packets)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_a.rf_data "<<sizeof (a.rf_data)<<std::endl;

   cout<<"----------------------------------------------------------\n";

   xbee_tx_b b;
   cout<<"size of xbee_tx_b "<<sizeof (xbee_tx_b)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.api_id "<<sizeof (b.api_id)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.frame_id "<<sizeof (b.frame_id)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.dest_addr_64_h "<<sizeof (b.dest_addr_64_h)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.dest_addr_64_l "<<sizeof (b.dest_addr_64_l)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.dest_addr_16 "<<sizeof (b.dest_addr_16)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.broadcast_radius "<<sizeof (b.broadcast_radius)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.options "<<sizeof (b.options)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.order_index "<<sizeof (b.order_index)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.total_packets "<<sizeof (b.total_packets)<<std::endl;
   cout<<"size of xbee_tx_b.rf_data "<<sizeof (b.rf_data)<<std::endl;
}

тогда я получаю следующий вывод: 

size of xbee_tx_a 20
size of xbee_tx_a.api_id 1
size of xbee_tx_a.frame_id 1
size of xbee_tx_a.dest_addr_64_h 4
size of xbee_tx_a.dest_addr_64_l 4
size of xbee_tx_a.dest_addr_16 2
size of xbee_tx_a.broadcast_radius 1
size of xbee_tx_a.options 1
size of xbee_tx_a.order_index 2
size of xbee_tx_a.total_packets 2
size of xbee_tx_a.rf_data 0
----------------------------------------------------------
size of xbee_tx_b 14
size of xbee_tx_b.api_id 1
size of xbee_tx_b.frame_id 1
size of xbee_tx_b.dest_addr_64_h 2
size of xbee_tx_b.dest_addr_64_l 2
size of xbee_tx_b.dest_addr_16 2
size of xbee_tx_b.broadcast_radius 1
size of xbee_tx_b.options 1
size of xbee_tx_b.order_index 2
size of xbee_tx_b.total_packets 2
size of xbee_tx_b.rf_data 0

Я распечатываю общий размер структуры и размер каждого члена структуры.

В случае xbee_tx_b размеры членов складываются в размере struct (14)

В случае xbee_tx_a размеры элементов составляют до 18 байт ... но размер структуры составляет 20 байт!

Единственная разница между xbee_tx_a и xbee_tx_b заключается в типе элементов dest_addr_64_X. Это uint32_t в xbee_tx_a и uint16_t в xbee_tx_b. Почему размер структуры больше, чем сумма размеров ее членов, когда я использую uint32_t? Откуда берутся эти 2 дополнительных байта?

Спасибо!

Ответы [ 4 ]

2 голосов
/ 01 ноября 2011

Структуры дополняются целым числом, кратным 4 байтам 1 , так что они выровнены по словам.http://en.wikipedia.org/wiki/Data_structure_alignment#Data_structure_padding

См. Также:

1 As @Mooing Duck прокомментировал, это не всегда true:

Это не всегда кратно 4 байтам, оно меняется (немного) в зависимости от членов.С другой стороны, в 99% случаев это кратно 4 байтам.

1 голос
/ 01 ноября 2011

Это из-за выравнивания. На вашей платформе uint32_t должен быть выровнен на 4 байта. Чтобы достичь этого, dest_addr_64_h должен иметь два байта заполнения перед ним, потому что позиция сразу после двух членов uint8_t кратна 2, но не 4.

Вы можете использовать макрос offsetof (), чтобы точно определить, где члены размещены в структуре, чтобы убедиться, что это правда.

Вы можете либо попытаться заставить компилятор упаковать элементы вместе, либо вы можете переставить элементы так, чтобы отступы не были нужны.

0 голосов
/ 01 ноября 2011

Вам нужно объявить компилятору, чтобы упаковать структуру

Я считаю, что это будет работать для GCC 

struct test
    {
            unsigned char  field1;
            unsigned short field2;
            unsigned long  field3;
    } __attribute__((__packed__));

В MS было бы что-то, использующее прагму, упакованную

http://www.cplusplus.com/forum/general/14659/

#pragma pack(push, 1) // exact fit - no padding
struct MyStruct
{
  char b; 
  int a; 
  int array[2];
};
#pragma pack(pop) //back to whatever the previous packing mode was
0 голосов
/ 01 ноября 2011

Типы данных имеют различные требования к выравниванию в зависимости от платформы.Дополнительные байты используются для выравнивания одного из членов вашей структуры с определенным размером и / или положением.Если вам нужен более точный контроль, вы можете указать это выравнивание с помощью __attribute__ или #pragma pack

...