C 語言 - attribute

有分三種： 1⃣

2⃣

3⃣

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註：attribute 是給 compiler 看的。

對結構的#

packed#

C語言在宣告結構的時候，會對裡面的元素作對齊，給個例子：

struct sample {
    int  memberA;
    char memberB[3];
    int  memberC;
}

如果我們手算此結構的大小的話，會是：

• A: 4 bytes;
• B: 3 bytes;
• C: 4 bytes;
• sample : 4 + 3 + 4 = 11 bytes

但實際上 compiler 出來 sizeof(struct sample) = 12

這是因為 compiler 所有元素對齊，也就是把每一格切成 4 bytes，B 就會自動對齊成 4 bytes。

也可以說是寫成：

struct sample {
    int  memberA;
    char memberB[3];
    char padding;
    int  memberC;
};

在嵌入式系統中，不可浪費太多記憶體，所以需要使用 packed 屬性來告訴 compiler 不要幫我們對齊，sizeof 出來的結果就會如我們預期。

struct sample {
    int  memberA;
    char memberB[3];
    int  memberC;
}__attribute__((packed));

aligned#

相反的，aligned 屬性就是告訴 compiler 幫我們對齊資料，可以指定對其的大小，如：

• __attribute__((aligned(8)))
• __attribute__((aligned(16)))

如果我們在上一個例子加上此屬性的話，sizeof 的結果將會不一樣。

struct sample {
    int  memberA;
    char memberB[3];
    int  memberC;
}__attribute__((aligned(8)));

此時 sizeof(struct sample) = 16
也就是 A+B=7 bytes，沒有超過我們給定的 8，但加上 C 就會超過了，所以在 B 跟 C 中間塞個 1 byte 來對齊；然後在 C 的後面塞 4 bytes；也就是：

struct sample {
    int  memberA;
    char memberB[3];
    char padding1;
    int  memberC;
    int  padding2;
}__attribute__((aligned(8)));

如果沒有加數字，compiler 會進行最佳化的對齊。
以此例子將以 4 對齊。

對資料的#

• __attribute__((aligned))
• __attribute__((packed))

與結構道理相同，也是決定要不要對齊。

aligned v.s. packed#

• aligned: 速度快
• packed: 省記憶體

對副程式的#

noreturn#

對於 void 的副程式，如果放在某個需要回傳值的副程式，理論上會需要回傳值，也就是 return void

void exit();

int sample(int a){
    return a==0 ? a : exit();
}

但這是無效的操作，所以需要加上 __attribute__((noreturn))

void exit()__attribute__((noreturn));

int sample(int a){
    return a==0? a : exit();
}

通用#

section#

如果需要將特定的變數、結構或是副程式放到指定的記憶體位置，即可使用此屬性，用法如下：

struct sample{
    int  some;
    char members;
    int  here;
}__attribute__((section("name")));

上述例子我們指定將 sample 結構放置於指定的記憶體區塊，名為 "name"。

而 "name" 這個記憶體區塊則在 linker script 中命名。

SECTION
{
    . = 0x1000;
    .name : {
        AT(0x100000);
    }
}

對變數、副程式我們可以一樣指定連結的位址：

int link_sample __attribute__((section("data")));

void sample_fun( )__attribute__((section("text")));
void sample_fun(){
    int do_nothing = 0;
    return do_nothing;
}

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