Найти дыры в структурах C из-за выравнивания

Вы можете использовать pahole для вывода информации о дырах в структурах и при необходимости попытаться их запаковать.

Вы можете прочитать "Poke-a-hole and friends" и объявление pahole для получения дополнительной информации

Я не знаю никакого автоматического инструмента, но это может быть полезным примером:

#include <stddef.h>

struct test {
  typea a;
  typeb b;
  typec c;
};

int gapB = offsetof(struct test, b) - (offsetof(struct test, a) + sizeof(typea));
int gapC = offsetof(struct test, c) - (offsetof(struct test, b) + sizeof(typeb));

printf("Gap of b:%d/n", gapB);
printf("Gap of c:%d/n", gapC);

*Примечание: вам придется сделать это для каждых двух участников в вашем застревании.

Это можно сделать с помощью FlexeLint/PClint от Gimpel.

$ cat tst.c
int main (void)
{
    struct {
        char c;
        double d;
        short s;
    } f = { 1, 2.0, 3 };

    return f.c;
}

Он сообщит

$ flexelint -w1 +e95? tst.c
FlexeLint for C/C++ (Unix) Vers. 9.00L, Copyright Gimpel Software 1985-2014

--- Module:   tst.c (C)
                _
        double d;
tst.c  5  Note 958: Padding of 7 byte(s) is required to align member on 8 byte
    boundary
    _
    } f = { 1, 2.0, 3 };
tst.c  7  Note 959: Nominal struct size (18 bytes) is not an even multiple of
    the maximum member alignment (8 bytes)
tst.c  7  Note 958: Padding of 6 byte(s) is required to align end of struct on
    8 byte boundary

Вы можете изучить этот вопрос, написав тестовый код для конкретного struct, используя sizeof и &; если sizeof n-й член не равен адресу следующего члена минус адрес этого члена, есть дыра.

Один из способов найти такие дыры без анализа исходного кода и добавления к нему проверок (используя offsetof() и т.п.) состоит в том, чтобы извлечь информацию о символах/отладке из файлов объектов/исполняемых файлов/символов с помощью какого-либо инструмента и посмотреть на определить структуры и элементы в них, их смещения и размеры и посмотреть, все ли сходится. Однако союзы все усложнят.

Вы можете обнаружить такие «дыры» с помощью макроса offsetof:

#include <stddef.h>

struct test {
  char a;
  int b;
};
...
printf("%zu", offsetof(struct test, b));

Если это напечатает больше, чем 1, b очевидно требует выравнивания, и компилятор создает промежуток между ними.

Очевидно, это происходит во время выполнения, а не во время компиляции, но вы можете написать сценарий, который создает аналогичный исходный файл, компилирует и запускает его перед остальной частью вашего проекта, а затем, на основе вывода, вы принимаете дальнейшие решения о том, как построить свой проект.

Я не думаю, что какой-либо компилятор предоставляет возможность уведомить вас об этом.

Вам нужен синтаксический анализатор, который понимает структуры c/c++ и включает в себя необходимые включаемые файлы.

Как ответил @roee-gavirel, я думаю, что более простым решением является создание тестовой программы для распечатки смещений.

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>

typedef struct tData {
  long   id;       /* 8 bytes */
  char   name[8];  /* 8 bytes */
  float  salary;   /* 4 bytes */
} tData;

tData d;

int main()
{
  size_t s_tData  = sizeof(tData);
  size_t s_id     = sizeof(d.id);
  size_t s_name   = sizeof(d.name);
  size_t s_salary = sizeof(d.salary);

  printf("sizeof(tData) = %zu\n\n", sizeof(d));

  printf("'id'     is at = %3zu  occupies %zu bytes\n",
         offsetof(tData, id), s_id);
  printf("'name'   is at = %3zu  occupies %zu bytes\n",
         offsetof(tData, name), s_name);
  printf("'salary' is at = %3zu  occupies %zu bytes\n",
         offsetof(tData, salary), s_salary);

  printf("\n");

  if (s_tData != s_id + s_name + s_salary)
    printf("There is/are holes\n");

  return 0;
}