關(guān)于對(duì)其補(bǔ)齊

風(fēng)飛向何處

現(xiàn)有如下結(jié)構(gòu)體，編譯是按照四字節(jié)對(duì)齊的請(qǐng)問(wèn) struct c 占用的字節(jié)數(shù)是多少？？？？
struct a
{
short v1;
int v2;
char vv;
};

struct b
{
short v1;
short v2;
char c;
};

struct c
{
struct a v3;
struct b v4;
};

hellioncu

若int 是4，short 2，char 1，那么
a是12，b是6，c 18補(bǔ)足到 20

seanking1987

sizeof看看呢

demilich

struct a
{
short v1;
int v2;
char vv;
};

12

struct b
{
short v1;
short v2;
char c;
};

6

struct c
{
struct a v3;
struct b v4;
};

20

windoze

首先假設(shè)int是4字節(jié)并要求4字節(jié)對(duì)齊，short是2字節(jié)并要求2字節(jié)對(duì)齊，char是1字節(jié)并要求1字節(jié)對(duì)齊也就是沒(méi)有特別的對(duì)齊要求。
其次假設(shè)編譯器不做成員重新排列，也就是說(shuō)源代碼中的成員順序就是實(shí)際生成代碼的成員順序。
之所以要做這些假設(shè)是因?yàn)椴煌�的CPU/OS下這些東西都可能會(huì)變，編譯器也有一些選項(xiàng)可以改變它們。

首先說(shuō)一些原理：
如果一個(gè)type要求n字節(jié)對(duì)齊，那么這個(gè)type的尺寸必須是n的整數(shù)倍。
這個(gè)要求很好理解，假設(shè)有數(shù)組type arr[k]，如果type要求n字節(jié)對(duì)齊，那么我們必須保證數(shù)組arr中的每個(gè)元素都是n字節(jié)對(duì)齊的，因?yàn)樗鼈兌际莟ype類(lèi)型，具有同樣的對(duì)齊要求。
struct的對(duì)齊要求等同于其中對(duì)齊字節(jié)數(shù)最大的元素，其實(shí)應(yīng)該說(shuō)是其中每個(gè)成員對(duì)齊字節(jié)數(shù)的最小公倍數(shù)，但因?yàn)檫@些對(duì)齊字節(jié)數(shù)都是2的整數(shù)冪，所以它們的最小公倍數(shù)就等于其中最大的那個(gè)。
這一條也很好理解，因?yàn)槿绻�這一條不滿足你就沒(méi)法保證struct中最大的那個(gè)成員能滿足它的對(duì)齊要求。

所以我們有了一個(gè)推論：
為了滿足struct的對(duì)齊要求，我們需要在里面加padding。

比如：

1. 
   
2. struct a
   
3. {
   
4. short v1;
   
5. int v2;
   
6. char vv;
   
7. };
   

復(fù)制代碼

struct a的對(duì)其要求等同于int，假設(shè)int是按4字節(jié)對(duì)齊，那么struct a也是按4字節(jié)對(duì)齊。
根據(jù)上面說(shuō)到的原理，它的內(nèi)存布局實(shí)際可能是這樣的

1. 
   
2. struct a
   
3. {
   
4. short v1;
   
5. char __padding_for_v1[2];
   
6. int v2;
   
7. char vv;
   
8. char __padding_for_vv[3];
   
9. };
   

復(fù)制代碼

其中第一個(gè)padding用來(lái)保證其后的v2是4字節(jié)對(duì)齊的，第二個(gè)padding用來(lái)保證struct的尺寸是4字節(jié)的整數(shù)倍。
所以struct a應(yīng)該占用12個(gè)字節(jié)，需要4字節(jié)對(duì)齊。
同理struct b的內(nèi)存布局是：

1. 
   
2. struct b
   
3. {
   
4. short v1;
   
5. short v2;
   
6. char c;
   
7. char __padding_for_c[1];
   
8. };
   

復(fù)制代碼

struct b占6個(gè)字節(jié)，需要2字節(jié)對(duì)齊

1. 
   
2. struct c
   
3. {
   
4. struct a v3;
   
5. struct b v4;
   
6. };
   

復(fù)制代碼

struct c要求4字節(jié)對(duì)齊，因?yàn)槌蓡Tv3需要4字節(jié)對(duì)齊。
同理，為了保證struct c的數(shù)組可以正確的尋址，struct c在最后也需要加padding，保證它的尺寸是4字節(jié)的倍數(shù)。
所以struct c的內(nèi)存布局是

1. 
   
2. struct c
   
3. {
   
4. struct a v3;    // 12 bytes
   
5. struct b v4;    // 6 bytes
   
6. char __padding_for_v4[2]
   
7. };
   

復(fù)制代碼

所以struct c占20字節(jié)，需要4字節(jié)對(duì)齊

hellioncu

貓版真閑啊，寫(xiě)這么多

yulihua49

windoze 發(fā)表于 2015-08-27 15:34
首先假設(shè)int是4字節(jié)并要求4字節(jié)對(duì)齊，short是2字節(jié)并要求2字節(jié)對(duì)齊，char是1字節(jié)并要求1字節(jié)對(duì)齊也就是沒(méi)有 ...

每個(gè)編譯器都不同。
我是要做一個(gè)測(cè)試來(lái)決定。

//這些結(jié)構(gòu)用來(lái)測(cè)試各種數(shù)據(jù)的邊界對(duì)齊規(guī)則，不要猜，要讓編譯器自己說(shuō)。
typedef struct {
        char a;
        int b;
} align;
typedef struct {
        char a;
        double b;
} dalign;
typedef struct {
        char a;
        long double b;
} dfali;
typedef struct {
        char a;
        INT64 b;
} ll_ali;
typedef struct {
        char a;
        long b;
} l_ali;

windoze

回復(fù) 7# yulihua49

之所以要做這些假設(shè)是因?yàn)椴煌�的CPU/OS下這些東西都可能會(huì)變，編譯器也有一些選項(xiàng)可以改變它們。

緊隨其后的就是這句話……

yulihua49

windoze 發(fā)表于 2015-09-10 13:21
回復(fù) 7# yulihua49

是我做結(jié)構(gòu)－關(guān)系映像用的，不允熙編譯器優(yōu)化布局，也不允熙任何改變pack的操作。
在一些CPU，改變pack的結(jié)構(gòu)在使用時(shí)會(huì)拋出異常，所以必須采用原生態(tài)的結(jié)構(gòu)對(duì)齊。