c# 结构体 4字节对齐_【专题4：平时遇到的问题】之【3.由结构体字节对齐引发的通信故障】...

希望本是无所谓有，无所谓无的，这正如脚下的路，其实地上本没有路，走的人多了，也便成了路....原创不易，文章会持续更新，感谢您的关注

1.问题由来

MCU给上位机发送的一帧数据中，总是多一个字节，调试很久后发现gcc编译器会把结构体所占空间按四字节对齐。

2.复现

(1)声明结构体和枚举类型

typedef enum{    EN_INDIVIDUAL   = 0x01,/*个人*/    EN_MANUFACTURER ,/*制造商*/    EN_ENGINEER   ,/*工程师*/}enUserLevel_t;

typedef enum{    EN_BOOTLOADER     = 0x01,/*bootloader*/    EN_CONTROLLER_APP   ,/*控制器app*/    EN_PHONE_APP     ,/*手机app*/    EN_PC        ,/*电脑上位机*/}enDeviceType_t;

typedef struct {    enDeviceType_t  ubDeviceType;    enUserLevel_t   ubUserLevel;    uint8_t       ubMainCmd;    uint16_t     usSubCmd;    uint8_t      ubDescribeInfo;    uint32_t     ulParameterLength;    uint8_t*    pParameterBuffer;    uint32_t     ulCrcCheckCode;}tagFrame_t, *pFrame_t;

(2)程序

__attribute__((optimize( 0 ) ))int main(void){  /*因为p定义了没使用，加上__attribute__((optimize( 0 ) ))*/  /*可以让gcc不要优化这个函数*/    tagFrame_t frame;  pFrame_t p = &frame;  uint8_t arrTxBuffer[1024] = {0x00};  unit32_t length = sizeof(tagFrame_t);  frame.ubDeviceType = 1;  frame.ubUserLevel = 2;  frame.ubMainCmd = 3;  frame.usSubCmd = 0x1234;  frame.ubDescribeInfo = 5;  frame.ulParameterLength = 0xabcd;  frame.pParameterBuffer= (uint8_t*)0x1234;  for (int8_t i = 0; i < length; i++)  {    arrTxBuffer[i] = ((uint8_t*)frame)[i];  }  sendFrameData(arrTxBuffer, length);}

(3)看内存

从内存可以看出，因为tagFrame_t 结构体的前三个字节加起来一共3个字节，不足4字节，所以gcc编译器会自动补一个字节，筹齐4字节为一组。

Frame_t的第四个字节是从0x20008FD8开始的，而不是从0x20008FD7开始的，0x20008FD7地址处的0就是gcc编译器补的。也就能解释为什么通过sendFrameData函数把arrTxBuffer数组中的内容一个一个字节发送到上位机时，数据老是对不上。

3.解决方法

修改结构体的声明，人为配成4字节对齐：

typedef struct {    enDeviceType_t  ubDeviceType;    enUserLevel_t   ubUserLevel;    uint8_t      ubDescribeInfo;    uint8_t       ubMainCmd;    uint32_t     usSubCmd;    uint32_t     ulParameterLength;    uint8_t*    pParameterBuffer;    uint32_t     ulCrcCheckCode;}tagFrame_t, *pFrame_t;

4.结论

编译器为gcc时，有以下结论：
(1)C语言的枚举占1个字节。
(2)gcc编译程序时，会自动把结构体按4字节方式对齐。
(3)默认情况下，arm处理器是小端模式。0x1234这个数据，0x12是高8位，在高地址0x20008FD9中；0x34是低8位，在低地址0x20008FD8中。