字节对齐

来源:互联网 发布:三菱fx 2n编程手册 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 16:26

1.数据对齐的目的是提高CPU读取元素的速度,有些CPU读取元素是从偶数地址开始的,这时如果一个int型的数据存放在起始地址为奇数的地方,这时将需要读取两次,然后将两次读取的结果合并到一起,显然这种方式低效的。改进的办法是让各种数据类型数据对齐,虽然这样增加了一些空间的开销,但它提高了CPU读取元素的效率。

2.数据对齐的方法

结构体每个成员(包括嵌套的结构体)相对于结构体首地址的偏移量都是该成员有效对齐值的整数倍。结构体总的大小也必须是有效对齐值的整数倍。下面是数据的例子:

struct

{

char a;

int b;

short c;

};

char a占一个字节,偏移地址为0,b占4个字节,偏移地址为4,short类型为2个字节,偏移量为8.这时,每个成员的首地址都是其大小的整数倍,但结构体的大小并不为4+4+2=10,因为结构体总的大小必须为有效对齐值的整数倍,故结构体总的大小为12

struct

{

char a;

double b;

int c;

};

a一个字节,实际占用八个字节,b八个字节,c四个字节,如果结构体大小20个字节,结构体的大小不是8的整数倍,所以结构体应该在末尾补上空的字节,大小为24字节。

3.修改结构体字节对齐的方式

可以使用#pragma pack()来改变数据对齐的长度

如:# pragma pack(4)

struct

{

char a ;

double b;

int c;

};

a一个字节,实际占用4个字节,b占用八个字节,c占用4个字节,共20个字节,这时,结构体总的大小20是4的整数倍,故结构体大小为20字节。

4.结构体的汇编表示

struct test

{

char a;

short  b;

int c;

};

void f(struct test s)

{

s.a=’a’;

s.b=1;

s.c=1;

}

产生的汇编代码为:

   00000000 <f>:

   0:    55                                   push   %ebp
   1:    89 e5                              mov    %esp,%ebp
   3:    c6 45 08 01                   movb   $0x1,0x8(%ebp)
   7:    66 c7 45 0a 01 00        movw   $0x1,0xa(%ebp)
   d:    c7 45 0c 01 00 00 00    movl   $0x1,0xc(%ebp)
  14:    5d                                   pop    %ebp
  15:    c3                                    ret    

可见,结构体变量s在寄存器ebp偏移8字节的位置,a存放在结构体偏移位置零处,b存放在偏移位置2处,c存放在偏移位置4处。结构体总的大小为8

5.windows和linux对齐方式的不同

windows对数据对齐的要求更严,它要求任何K字节的对象的地址必须是K的整数倍,如果结构体中有double类型数据和int类型数据,结构体将使用8字节对齐。linux要求8字节的数据类型在4字节的边界上对齐。比如结构体 

struct test{

char a;

double b;

int c;

};

在windows环境下因为8字节对齐,结构体的大小sizeof(test)为24,而在linux中一般为16字节。

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