GCC 上的 #pragma pack(push, n)/#pragma pack(pop) 和 __attribute__((__packed__,aligned(n))) 之间有什么区别？

Question

具体在 GCC 上（即两者都用 GCC 编译），以下两者的工作方式有什么区别？

struct foo1 {
    char a;
    int b;
} __attribute__((__packed__, aligned(n) ));

和：

#pragma pack(push, n)
struct foo2 {
    char a;
    int b;
};
#pragma pack(pop)

他们的行为似乎不同：

foo1 f1;
foo2 f2;

int& i1 = f1.b; // ok
int& i2 = f2.b; // cannot bind packed field 'f2.foo2::b' to 'int&'

为什么一个有错误而另一个没有？ 至少内存布局是一样的吗？

Answer 1

您没有说明您使用的是哪个版本的 GCC，但您可以在网上找到相应的手册。 它们在这些方面都非常兼容，但是，因为属性和编译指示的行为一旦定义，通常会跨版本维护以实现兼容性。 我将从 GCC 4.9.3 的手册中引用具体的引文，GCC 4.9.3 目前是 GCC 4 系列的最新可用版本。 特别是，有关类型属性和结构包装 pragma 的部分是相关的。

GCC 手册提到#pragma pack和朋友：

#pragma 指令更改随后定义的结构（零宽度位域除外）、联合和类成员的最大对齐方式。

（强调）。 它说__attribute__((packed)) ：

此属性附加到结构或联合类型定义，指定结构或联合的每个成员（零宽度位字段除外）的放置以最小化所需的内存。

它说__attribute__ ((aligned(n))) ：

此属性指定指定类型的变量的最小对齐方式，以字节为单位。

（强调）。

因此，不， #pragma pack(n) ，无论是否带有push ，通常与将__attribute__((packed, aligned(n))附加到结构类型的含义不同。前者指定受影响结构的成员在n字节或更精细的边界上对齐。后者指定受影响结构的成员用最小的允许填充填充，并且整个结构实例的所选对齐要求必须不小于n 。不仅是那些不一样，它们甚至不是很相似。

您应该发现影响结构定义的#pragma pack(1)对实例布局的影响与将__attribute__((packed))附加到该结构的定义相同。 然而，即使他们达到了同样的目的，他们也不是一回事。 两者的行为和效果都在 C++ 规范之外，GCC 完全有权在其他方面区别对待它们。

但是，如果要使用属性来影响结构成员的对齐方式，则至少需要逐个成员地应用一些属性。 例如 ...

struct foo1 {
    char a;
    int b __attribute__((aligned(n)));
} __attribute__((packed));

... 可能与 ... 具有相同的效果

#pragma pack(push, n)
struct foo2 {
    char a;
    int b;
};
#pragma pack(pop)

...，取决于n 。