• #pragma pack(push,1) & #pragma pack(pop)


    1 引子

          在程序中,有的时候我们定义结构体的时候,要用#pragma pack(push,1) & #pragma pack(pop)类似代码将结构体包起来。

    一般形式如下:

    #pragma pack(push,1);

    struct A

    {

     

    } ;

    #pragma pack(pop);

    这么做有什么目的呢?

     注:下列内容来自网络。

    #pragma pack简介

    #pragma pack是指定数据在内存中的对齐方式,

    在C语言中,结构是一种复合数据类型,其构成元素既可以是基本数据类型(如int、long、float等)的变量,也可以是一些复合数据类型(如数组、结构、联合等)的数据单元。在结构中,编译器为结构的每个成员按其自然对界(alignment)条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储,第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

    例 1:

    struct sample 

    char a; 
    double b; 
    }; 

    若不用#pragma pack(1)和#pragma pack()括起来,则sample按编译器默认方式对齐(成员中size最大的那个)。即按8字节(double)对齐,则sizeof(sample)==16.成员char a占了8个字节(其中7个是空字节) 

    若用#pragma pack(1),则sample按1字节方式对齐sizeof(sample)==9.(无空字节)

    例 2:下面的结构各成员空间分配情况:
    struct test 
    {
         char x1;
         short x2;
         float x3;
         char x4;
    };
         结构的第一个成员x1,其偏移地址为0,占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型,其起始地址必须2字节对界,因此,编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上,在它们前面不需要额外的填充字节。在test结构中,成员x3要求4字节对界,是该结构所有成员中要求的最大对界单元,因而test结构的自然对界条件为4字节,编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。
    更改C编译器的缺省字节对齐方式
         在缺省情况下,C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地,可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件:
      · 使用伪指令#pragma pack (n),C编译器将按照n个字节对齐。
         · 使用伪指令#pragma pack (),取消自定义字节对齐方式。

         另外,还有如下的一种方式:
         · __attribute((aligned (n))),让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n,则按照最大成员的长度来对齐。
         · __attribute__ ((packed)),取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐。

    以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。

    3 应用实例

      在网络协议编程中,经常会处理不同协议的数据报文。一种方法是通过指针偏移的方法来得到各种信息,但这样做不仅编程复杂,而且一旦协议有变化,程序修改起来也比较麻烦。在了解了编译器对结构空间的分配原则之后,我们完全可以利用这一特性定义自己的协议结构,通过访问结构的成员来获取各种信息。这样做,不仅简化了编程,而且即使协议发生变化,我们也只需修改协议结构的定义即可,其它程序无需修改,省时省力。下面以TCP协议首部为例,说明如何定义协议结构。其协议结构定义如下: 
     

    #pragma pack(1) // 按照1字节方式进行对齐

    struct TCPHEADER 
    {
         short SrcPort; // 16位源端口号

         short DstPort; // 16位目的端口号

         int SerialNo; // 32位序列号

         int AckNo; // 32位确认号

         unsigned char HaderLen : 4; // 4位首部长度

         unsigned char Reserved1 : 4; // 保留6位中的4位

         unsigned char Reserved2 : 2; // 保留6位中的2位

         unsigned char URG : 1;
         unsigned char ACK : 1;
         unsigned char PSH : 1;
         unsigned char RST : 1;
         unsigned char SYN : 1;
         unsigned char FIN : 1;
         short WindowSize; // 16位窗口大小

         short TcpChkSum; // 16位TCP检验和

         short UrgentPointer; // 16位紧急指针

    }; 
    #pragma pack()

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