記憶體對齊問題

2021-06-04 18:44:14 字數 1734 閱讀 5290

一直困惑自己有兩個問題:

1.程式為什麼要做記憶體對齊?

1.處理器訪問記憶體是粒度為多位元組時,如果資料不是在邊界處,則,處理器需要分多個時鐘週期進行資料的訪問。

2.增加可移植性。並非所有的處理器都可以訪問任何位址,可能出現硬體錯誤。

具體可以參考:

2.struct中如何計算記憶體對齊?

先說說c語言中struct結構計算記憶體對齊,實際上struct計算記憶體對齊的時候採用了兩步:

1.struct資料成員對齊:

對於結構的各個成員,第乙個成員位於偏移為

0的位置,以後每個資料成員的偏移量必須是

min(#pragma pack()

指定的數,這個資料成員的自身長度

)的倍數;

#pragma pack(),如果沒有明確定義,則採用預設值,其中vc6.0中採用的預設值為8;

2.struct結構自身對齊:

在資料成員完成各自對齊之後,結構

(或聯合

)本身也要進行對齊,對齊將按照min(

#pragma pack

指定的數值,結構

(或聯合

)最大資料成員長度);

說白了,這些對齊都是為了處理器記憶體訪問服務的。

struct st_data

sizeof(st_data)=2+2+4=8

#pragma pack(8)

struct teststruct4;

struct teststruct5

;#pragma pack()

問題:a),sizeof(teststruct5) = ?

b), teststruct5 的c 後面空了幾個位元組接著是d

teststruct4 中,成員a 是1 位元組預設按1 位元組對齊,指定對齊引數為8,這兩個值中取1,

a按1 位元組對齊;成員b 是4 個位元組,預設是按4 位元組對齊,這時就按4 位元組對齊,

所以 sizeof(teststruct4)應該為8;

teststruct5 中,c 和teststruct4 中的a 一樣,按1 位元組對齊,而d 是個結構,它是8 個位元組,它

按什麼對齊呢?對於結構來說,它的預設對齊方式就是它的所有成員使用的對齊引數中最大的乙個,

teststruct4 的就是4.所以,成員d 就是按4 位元組對齊.成員e 是8 個位元組,它是預設按8

位元組對齊,和指定的一樣,所以它對到8 位元組的邊界上,這時,已經使用了12 個位元組了,所以又添

加了4 個位元組的空,從第16 個位元組開始放置成員e.這時,長度為24,已經可以被8(成員e 按8

位元組對齊)整除.這樣,一共使用了24 個位元組.記憶體布局如下(*表示空閒記憶體,1 表示使用記憶體。

單位為1byete):

a bteststruct4 的記憶體布局:1***,1111,

c teststruct4.a teststruct4.b d

teststruct5 的記憶體布局: 1***, 1***, 1111, ****,11111111

這裡有三點很重要:

首先,每個成員分別按自己的方式對齊,並能最小化長度。

其次,複雜型別(如結構)的預設對齊方式是它最長的成員的對齊方式,這樣在成員是複雜型別時,可以最小化長度。

然後,對齊後的長度必須是成員中最大的對齊引數的整數倍,這樣在處理陣列時可以保證每一項都邊界對齊。

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