информация о заполнении структуры

Компоновка структуры определяется реализацией. И оказывается, что макет по умолчанию, используемый GCC, отличается от макета, используемого, например, MSVC. Я предполагаю, что вы привыкли к тому, как MSVC размещает структуры, содержащие битовые поля.

Конечно, есть атрибут GCC, ms_struct, позволяющий изменить поведение. Более подробно это описано в документации. .

Итак, эта структура имеет размер 16:

struct abc
{
  char arr[7];
  char arr1[2];
  int i:24;
} __attribute__((ms_struct));

Если вы используете параметр gcc_struct по умолчанию, размер равен 12.

Для конкретной реализации, где я могу получить документацию, описывающую, как конкретный компилятор (например, GCC) вводит заполнение в структуру?

Вам необходимо ознакомиться с документацией каждого компилятора. В случае GCC документация говорит:

4.9. Структуры, объединения, перечисления и битовые поля

• Доступ к члену объекта объединения осуществляется с использованием члена другого типа (C90 6.3.2.3).
  
  Соответствующие байты представления объекта обрабатываются как объект того типа, который используется для доступ. См. каламбур. Это может быть представление-ловушка.

• Обрабатывается ли «простое» битовое поле int как битовое поле int со знаком или как битовое поле int без знака (C90 6.5.2, C90 6.5.2.1, C99 6.7.2, C99 6.7.2.1).
  
  По умолчанию считается целым числом со знаком, но это можно изменить с помощью параметра -funsigned-bitfields.

• Допустимые типы битовых полей, отличные от _Bool, signed int и unsigned int (C99 6.7.2.1).
  
  В режиме строгого соответствия никакие другие типы не разрешены.

• Может ли битовое поле пересекать границу единицы хранения (C90 6.5.2.1, C99 6.7.2.1).
  
  Определяется ABI.

• Порядок размещения битовых полей в блоке (C90 6.5.2.1, C99 6.7.2.1).
  
  Определяется ABI.

• Выравнивание элементов структур, не являющихся битовыми полями (C90 6.5.2.1, C99 6.7.2.1).
  
  Определяется ABI.

• Целочисленный тип, совместимый с каждым перечисляемым типом (C90 6.5.2.2, C99 6.7.2.2).
  
  Обычно типом является unsigned int, если в перечислении нет отрицательных значений, в противном случае — int. Если указан -fshort-enums, то при наличии отрицательных значений это первый из signed char, short и int, который может представлять все значения, в противном случае это первый из unsigned char, unsigned short и unsigned int, который может представлять все значения. значения.
  
  Для некоторых целей по умолчанию используется -fshort-enums; это определяется ABI.

Итак, по большому счету, вам нужно выяснить, что такое ABI для вашей платформы. Это действительно разумная вещь для любого компилятора. Если он не размещает структуры в соответствии с ABI, то это делает взаимодействие чрезвычайно сложным.

Что немного странно, так это то, что взгляд GCC на то, что такое ABI в Windows, отличается от реализации MSVC. У меня нет понимания, почему это так.

Это очень просто.

struct abc
{
  char arr[7];  // occupies 7 bytes
  char arr1[2]; // occupies 2 bytes
  int i:24;     // occupies 3 bytes
};

Теперь в третьем объявлении (из i) требуется только 3 байта. У вас уже есть это следующим образом:

0 1 2 3 // All 4 bytes used for `char arr[7]`
0 1 2 3 // 3 more used for `char arr[7]`, 1 used for `char arr1[2]`
0 1 2 3 // 1 used for `char arr1[2]`, and the remaining 3 bytes will be used for `int i:24`

Но если вы используете int i (без битового поля), он будет потреблять 16 байт, потому что

0 1 2 3 // All 4 bytes used for `char arr[7]`
0 1 2 3 // 3 more used for `char arr[7]`, 1 used for `char arr1[2]`
0 1 2 3 // 1 used for `char arr1[2]`, there are still 3 bytes but we need 4 bytes for an `int`
0 1 2 3 // So the compiler will allocate a new 4 byte chunk for `int i`

Думаю, теперь все ясно.