#pragma pack 内存对齐

来源:互联网 发布:python 逻辑回归 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 03:46

许多实际的计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制,它们会要求这些数据的首地址的值是某个数k
(通常它为4或8)的倍数,这就是所谓的内存对齐,而这个k则被称为该数据类型的对齐模数(alignment modulus)。

    Win32平台下的微软C编译器(cl.exe for 80x86)在默认情况下采用如下的对齐规则:
    任何基本数据类型T的对齐模数就是T的大小,即sizeof(T)。比如对于double类型(8字节),
就要求该类型数据的地址总是8的倍数,而char类型数据(1字节)则可以从任何一个地址开始。

    Linux下的GCC奉行的是另外一套规则(在资料中查得,并未验证,如错误请指正):
    任何2字节大小(包括单字节吗?)的数据类型(比如short)的对齐模数是2,而其它所有超过2字节的数据类型
(比如long,double)都以4为对齐模数。

    ANSI C规定一种结构类型的大小是它所有字段的大小以及字段之间或字段尾部的填充区大小之和。
填充区就是为了使结构体字段满足内存对齐要求而额外分配给结构体的空间。那么结构体本身有什么对齐要求吗?
有的,ANSI C标准规定结构体类型的对齐要求不能比它所有字段中要求最严格的那个宽松,可以更严格。


如何使用c/c++中的对齐选项

    vc6中的编译选项有 /Zp[1|2|4|8|16] ,/Zp1表示以1字节边界对齐,相应的,/Zpn表示以n字节边界对齐。
n字节边界对齐的意思是说,一个成员的地址必须安排在成员的尺寸的整数倍地址上或者是n的整数倍地址上,取它们中的最小值。
也就是:
    min ( sizeof ( member ),  n)

    实际上,1字节边界对齐也就表示了结构成员之间没有空洞。
    /Zpn选项是应用于整个工程的,影响所有的参与编译的结构。
    要使用这个选项,可以在vc6中打开工程属性页,c/c++页,选择Code Generation分类,在Struct member alignment可以选择。

    要专门针对某些结构定义使用对齐选项,可以使用#pragma pack编译指令:


(1) #pragma  pack( [ n ] )

    该指令指定结构和联合成员的紧凑对齐。而一个完整的转换单元的结构和联合的紧凑对齐由/Zp 选项设置。
紧凑对齐用pack编译指示在数据说明层设置。该编译指示在其出现后的第一个结构或联合说明处生效。
该编译指示对定义无效。
    当你使用#pragma  pack ( n ) 时, 这里n 为1、2、4、8 或16。
    第一个结构成员之后的每个结构成员都被存储在更小的成员类型或n 字节界限内。
如果你使用无参量的#pragma  pack, 结构成员被紧凑为以/Zp 指定的值。该缺省/Zp 紧凑值为/Zp8 。


(2) 编译器也支持以下增强型语法:
    #pragma  pack( [ [ { push | pop } , ] [ identifier, ] ] [ n] )

    若不同的组件使用pack编译指示指定不同的紧凑对齐, 这个语法允许你把程序组件组合为一个单独的转换单元。
带push参量的pack编译指示的每次出现将当前的紧凑对齐存储到一个内部编译器堆栈中。
    编译指示的参量表从左到右读取。如果你使用push, 则当前紧凑值被存储起来;
如果你给出一个n 的值, 该值将成为新的紧凑值。若你指定一个标识符, 即你选定一个名称,
则该标识符将和这个新的的紧凑值联系起来。

    带一个pop参量的pack编译指示的每次出现都会检索内部编译器堆栈顶的值,并且使该值为新的紧凑对齐值。
如果你使用pop参量且内部编译器堆栈是空的,则紧凑值为命令行给定的值, 并且将产生一个警告信息。
若你使用pop且指定一个n的值, 该值将成为新的紧凑值。若你使用p o p 且指定一个标识符,
所有存储在堆栈中的值将从栈中删除, 直到找到一个匹配的标识符, 这个与标识符相关的紧凑值也从栈中移出,
并且这个仅在标识符入栈之前存在的紧凑值成为新的紧凑值。如果未找到匹配的标识符,
将使用命令行设置的紧凑值, 并且将产生一个一级警告。缺省紧凑对齐为8 。

   pack编译指示的新的增强功能让你编写头文件, 确保在遇到该头文件的前后的
紧凑值是一样的。


(3) 栈内存对齐

    在vc6中栈的对齐方式不受结构成员对齐选项的影响。它总是保持对齐,而且对齐在4字节边界上。

 

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