如何让Clang/GCC将单元素结构体按其元素类型而非结构体ABI传递

1. 符合C标准的通用实现（C23及以上） #

C23标准正式引入了[[transparent]]属性，当该属性标注在仅包含一个非零大小成员的结构体上时，会保证结构体的内存布局、调用约定ABI与底层成员类型完全一致，同时保留独立的类型检查规则，完全满足类型安全+零开销的需求。
示例代码：

[[transparent]]
struct UserId {
    uint64_t raw;
};

上述代码中struct UserId的大小、对齐方式、参数传递规则都和原生uint64_t完全相同，参数会直接通过寄存器传递，无额外性能损耗。

2. GCC、Clang旧版本兼容实现 #

如果编译环境不支持C23，可以使用两款编译器都支持的扩展属性__attribute__((transparent))，效果和C23标准属性完全一致：
示例代码：

typedef struct {
    uint64_t raw;
} __attribute__((transparent)) UserId;

如果需要和底层类型做别名兼容，避免严格别名规则带来的优化问题，可以额外添加may_alias属性：

typedef struct {
    uint64_t raw;
} __attribute__((transparent, may_alias)) UserId;

注意事项 #

• 必须保证结构体仅存在一个非零大小的成员，零大小成员（如空结构体占位符、柔性数组成员）不会影响属性生效，若存在多个非零大小成员，编译器会忽略该属性或抛出警告。
• 属性生效后结构体的类型检查仍然独立，无法直接和底层类型混用赋值，必须显式转换，符合类型安全的需求。
• 实测GCC 4.6+、Clang 3.3+版本均支持上述扩展属性，ABI表现和原生类型完全一致，无额外开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexey Romanov