union 中的 C 对齐

在K&R C编程代码中，给出如下代码

typedef long Align;     /* for alignment to long boundary */

union header {          /* block header: */
    struct {
        union header *ptr;     /* next block if on free list */
        unsigned size;         /* size of this block */
    } s;
    Align x;            /* force alignment of blocks */
};

typedef union header Header;

然后它继续说“从未使用过 Align 字段；它只是强制每个 header 在一个
最坏情况边界”。我已经多次阅读文本，但仍然不明白为什么需要 long 对齐。SIZE 是一个 int 并且 PTR 是 4 个字节，所以它不应该对齐吗？为什么使用 long，和不是int？谢谢。

最佳答案

那是一本很旧的书。当时很多机器上的指针只有 16 位，而 long 是 32 位，所以 union 强制对齐到 32 位。

正如@Deduplicator 指出的那样，仍然有许多嵌入式系统使用 16 位指针。

针对评论进行编辑:对齐的主题相当广泛且充满细微差别。为了简单起见，接下来的讨论做出了这些假设

指针是 16 位

int 是 16 位

long 是 32 位

处理器有严格的对齐要求，即 16 位值只能在 2 字节边界上访问，32 位值只能在 4 字节边界上访问。

以下结构将占用 32 位

struct header {
    struct header *ptr;
    unsigned size;
};

但是，结构中的字段每个仍然是 16 位。因此，对齐要求仍然只有 16 位。因此，例如，将结构放置在地址 0xAA02 将是完全有效的，因为 ptr 将位于对齐地址 (0xAA02) 并且 size 也将位于对齐地址 (0xAA04)。

然而，地址 0xAA02 对于 union 并不合适，因为 union 的 x 字段需要 32 位对齐。因此，将结构置于与 x 的 union 中会强制编译器将结构置于 4 字节边界上，否则它可以置于 2 字节边界上。

关于 union 中的 C 对齐，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/28245162/