32 位和 64 位体系结构中的结构填充差异，带uint64_t

Question

我有两个结构，如下所述。注释指定数据成员的大小和编译器将扩充的填充值。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>


typedef struct peer_msg_hdr
{
  char type;            /**< 1 */
                        /**< pad[3] */
  uint32_t id;          /**< 4 */
  uint64_t timestamp;   /**< 8 */
} PEER_MSG_HDR;         /**< 16 */

typedef struct peer_msg 
{
  PEER_MSG_HDR hdr;      /**< 16 */
  uint16_t listen_port;  /**< 2 */
                         /**< pad[2] */

  uint32_t num_nodes;    /**< 4 */
  uint32_t num_proc;     /**< 4 */
} PEER_MSG;


int main()
{
  printf("%lu\n", sizeof(PEER_MSG));
  return 0;
}

现在在一台x86_64主机中，首先我计算PEER_MSG的大小。原来是32岁。接下来，如果我在 gcc 中使用 -m32 选项计算大小，则大小为 28。

这两者之间的差异出现在最后一个数据成员 num_proc 之后的填充中。在 -m32 选项编译的情况下，没有填充。但是如果没有 -m32 选项，则有一个 4 个字节的填充（将整个结构对齐为 8 个字节，因为最宽的数据成员大小为 8 个字节（uint64_t 时间戳））。

我的问题是：使用 -m32 选项，uint64_t 的大小仍然是 8 个字节，但结构PEER_MSG的对齐方式是 4 个字节，这与填充的一般规则相矛盾（结构对齐方式应等于其最宽数据成员的对齐方式）。那么这里使用 -m32 选项填充的编译器规则是什么？

Answer 1

我的问题是：使用 -m32 选项，uint64_t的大小仍然是 8 个字节，但结构PEER_MSG的对齐方式是 4 个字节，

• 这是完全正确的。在 32 位系统中，uint64_t的大小也是 8 字节。结构藻是基于字大小 4 字节完成的。

您的结构对齐点应等于其最宽数据成员的对齐是错误的。

• 结构藻类基于体系结构的字大小（不是最广泛的数据成员）。在 32 位架构中，字大小为 4 字节，而在 64 位架构中，字大小为 8 字节。

Answer 2

在 32 位机器上，处理字大小为 4 个字节，因此结构根据 28 字节的大小对齐，这就是为什么你得到 PEER_MSG 的大小为 28 字节。在 64 字节的系统上，由于处理字的大小为 8 个字节，因此PEER_MSG的大小为 32 个字节。

当您指定 -m32 选项时，编译器将假定最终可执行文件将在 32 字节系统上运行，因此会适当地进行填充。