ตัวแปรสแต็กถูกจัดแนวโดย GCC __attribute __ ((aligned (x))) หรือไม่

ฉันมีรหัสต่อไปนี้:

#include <stdio.h>

int
main(void)
{
        float a[4] __attribute__((aligned(0x1000))) = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
        printf("%p %p %p %p\n", &a[0], &a[1], &a[2], &a[3]);
}

และฉันมีผลลัพธ์ต่อไปนี้:

0x7fffbfcd2da0 0x7fffbfcd2da4 0x7fffbfcd2da8 0x7fffbfcd2dac

ทำไมที่อยู่ของ a[0]ไม่ได้เป็นหลาย0x1000?

อะไรกันแน่ __attribute__((aligned(x))) ? ฉันเข้าใจคำอธิบายนี้ผิด?

ฉันใช้ gcc 4.1.2

ฉันเชื่อว่าปัญหาคืออาร์เรย์ของคุณอยู่บนสแต็กและคอมไพเลอร์ของคุณเก่าเกินไปที่จะรองรับตัวแปรสแต็กแบบจัดแนวเกินไป GCC 4.6 และแก้ไขข้อบกพร่องนั้นในภายหลังได้รับการแก้ไขข้อผิดพลาดที่

C11 / C ++ 11 alignas(64) float a[4];ใช้ได้กับพลังของการจัดตำแหน่ง 2 แบบ
GNU C ก็เช่นกัน__attribute__((aligned(x)))เช่นเดียวกับที่คุณใช้

(ใน C11 #include <stdalign.h>สำหรับ#define alignas _Alignas: cppref )

แต่ในกรณีของคุณที่มีการจัดแนวขนาดใหญ่มากจนถึงขอบเขตหน้า 4k คุณอาจไม่ต้องการให้มันอยู่บนสแต็ก

เนื่องจากตัวชี้สแต็กอาจเป็นอะไรก็ได้เมื่อฟังก์ชันเริ่มทำงานจึงไม่มีวิธีใดที่จะจัดแนวอาร์เรย์ได้โดยไม่ต้องจัดสรรมากกว่าที่คุณต้องการและปรับเปลี่ยน (คอมไพเลอร์จะand rsp, -4096หรือเทียบเท่าและไม่ใช้ 0 ถึง 4088 ไบต์ใด ๆ ที่จัดสรรการแยกสาขาว่าพื้นที่นั้นมีขนาดใหญ่พอหรือไม่จะเป็นไปได้ แต่ไม่ได้ทำเนื่องจากการจัดตำแหน่งขนาดใหญ่ใหญ่กว่าขนาดของอาร์เรย์หรือพื้นที่อื่น ๆ ไม่ใช่กรณีปกติ)

หากคุณย้ายอาร์เรย์ออกจากฟังก์ชันและไปยังตัวแปรส่วนกลางก็ควรใช้งานได้ สิ่งอื่นที่คุณทำได้คือเก็บไว้เป็นตัวแปรท้องถิ่น (ซึ่งเป็นสิ่งที่ดีมาก) แต่จงทำให้มันstaticเป็น วิธีนี้จะป้องกันไม่ให้จัดเก็บในสแตก ระวังว่าทั้งสองวิธีนี้ไม่ปลอดภัยต่อเธรดหรือการเรียกซ้ำ - ปลอดภัยเนื่องจากอาร์เรย์จะมีสำเนาเพียงชุดเดียว

ด้วยรหัสนี้:

#include <stdio.h>

float a[4] __attribute__((aligned(0x1000))) = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};

int
main(void)
{
        printf("%p %p %p %p\n", &a[0], &a[1], &a[2], &a[3]);
}

ฉันได้รับสิ่งนี้:

0x804c000 0x804c004 0x804c008 0x804c00c

ซึ่งเป็นสิ่งที่คาดหวัง ด้วยรหัสเดิมของคุณฉันจะได้รับค่าแบบสุ่มเหมือนที่คุณทำ

มีข้อบกพร่องใน gcc ที่ทำให้แอตทริบิวต์ที่จัดแนวไม่ทำงานกับตัวแปรสแต็ก ดูเหมือนว่าจะได้รับการแก้ไขด้วยโปรแกรมแก้ไขที่เชื่อมโยงด้านล่าง ลิงก์ด้านล่างนี้ยังมีการอภิปรายเกี่ยวกับปัญหาด้วยเช่นกัน

http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=16660

ฉันได้ลองใช้รหัสของคุณด้านบนด้วย gcc สองเวอร์ชัน: 4.1.2 จากกล่อง RedHat 5.7 และล้มเหลวในทำนองเดียวกันกับปัญหาของคุณ (อาร์เรย์ในเครื่องไม่ได้อยู่ในแนวเดียวกับขอบเขต 0x1000 ไบต์) จากนั้นฉันลองใช้รหัสของคุณกับ gcc 4.4.6 บน RedHat 6.3 และทำงานได้อย่างไม่มีที่ติ (อาร์เรย์ในเครื่องถูกจัดแนว) ชาว Myth TV มีปัญหาคล้ายกัน (ซึ่งแพทช์ gcc ด้านบนดูเหมือนจะแก้ไขได้):

http://code.mythtv.org/trac/ticket/6535

อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่าคุณจะพบข้อบกพร่องใน gcc ซึ่งดูเหมือนจะได้รับการแก้ไขในเวอร์ชันที่ใหม่กว่า

GCC ล่าสุด (ทดสอบด้วย 4.5.2-8ubuntu4) ดูเหมือนว่าจะทำงานได้ตามที่คาดไว้โดยจัดเรียงอาร์เรย์อย่างถูกต้อง

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    float a[4] = { 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 };
    float b[4] __attribute__((aligned(0x1000))) = { 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 };
    float c[4] __attribute__((aligned(0x10000))) = { 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 };

    printf("%p %p %p %p\n", &a[0], &a[1], &a[2], &a[3]);
    printf("%p %p %p %p\n", &b[0], &b[1], &b[2], &b[3]);
    printf("%p %p %p %p\n", &c[0], &c[1], &c[2], &c[3]);
}

ฉันเข้าใจ:

0x7ffffffefff0 0x7ffffffefff4 0x7ffffffefff8 0x7ffffffefffc
0x7ffffffef000 0x7ffffffef004 0x7ffffffef008 0x7ffffffef00c
0x7ffffffe0000 0x7ffffffe0004 0x7ffffffe0008 0x7ffffffe000c

การจัดตำแหน่งไม่ได้มีผลกับทุกประเภท คุณควรพิจารณาใช้โครงสร้างเพื่อดูแอตทริบิวต์ในการดำเนินการ:

#include <stdio.h>

struct my_float {
        float number;
}  __attribute__((aligned(0x1000)));

struct my_float a[4] = { {1.0}, {2.0}, {3.0}, {4.0} };

int
main(void)
{
        printf("%p %p %p %p\n", &a[0], &a[1], &a[2], &a[3]);
}

จากนั้นคุณจะอ่าน:

0x603000 0x604000 0x605000 0x606000

ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณคาดหวัง

แก้ไข: ผลัก @yzap และต่อไปนี้ @Caleb กรณีแสดงความคิดเห็นที่เป็นปัญหาแรกคือเนื่องจากรุ่น GCC เท่านั้น ฉันได้ตรวจสอบ GCC 3.4.6 เทียบกับ GCC 4.4.1 ด้วยซอร์สโค้ดของผู้ร้องขอ:

$ ./test_orig-3.4.6
0x7fffe217d200 0x7fffe217d204 0x7fffe217d208 0x7fffe217d20c
$ ./test_orig-4.4.1
0x7fff81db9000 0x7fff81db9004 0x7fff81db9008 0x7fff81db900c

ตอนนี้เห็นได้ชัดว่า GCC เวอร์ชันเก่า (ก่อน 4.4.1) แสดงพยาธิสภาพของการจัดตำแหน่ง

หมายเหตุ 1: รหัสที่เสนอของฉันไม่ตอบคำถามซึ่งฉันเข้าใจว่าเป็น "การจัดตำแหน่งแต่ละฟิลด์ของอาร์เรย์"

หมายเหตุ 2: การนำ a [] ที่ไม่คงที่ภายใน main () และการคอมไพล์ด้วย GCC 3.4.6 จะทำลายคำสั่งการจัดตำแหน่งของอาร์เรย์ของโครงสร้าง แต่รักษาระยะห่าง 0x1000 ระหว่างโครงสร้าง ... ยังแย่อยู่! (ดูคำตอบ @zifre สำหรับวิธีแก้ปัญหา)