Question

我有一个大小为48字节的结构，最近在其中添加了另一个大小为20字节的结构;所以结构的总大小变为68字节。（所有成员都是无符号的int）

typedef struct{
           ...
           ...
           unsigned long long a1;
           struct s2
           }s1 ;

S1结构是一个数组;如果使用s1 ++增加s1，则观察到s1以72字节而不是68字节递增。令人惊讶的是，如果结构s2从s1中移除，则一切正常，即，s1以48字节递增。关于原因的任何指示都会有所帮助。

Answer 1

您没有说明您正在使用的编译器或平台，但很可能编译器正在添加对齐字节以使结构在8字节边界上对齐。这很常见。

Answer 2

发生什么是结构填充。

由编译器完成，以确保元素驻留在对齐的内存地址。

您可以在x86 / x86_64 here中阅读有关'对齐'的更多信息。

现在，为什么他们应该在对齐的地址？（以4字节WORD为例）：机器以“字”的形式从内存中访问数据。对于4字节的WORD，这意味着要从地址b11001110读取单个字节，您需要读取4个字节（地址中的最后2位基本上在读取时被忽略），然后选择WORD在CPU中时所需的字节：

| b11001100 | b11001101 | b11001110 | b11001111 |    <- all four loaded at once
                        \           /
                        only one used

当您开始阅读更大的数据类型时，读取“未对齐”数据的成本可能高于读取对齐的数据：

如果你想从地址b01110开始读取4个字节（1个WORD），而不是只读一个字节，那么你必须阅读2个字：

        first load             second load
/                       \/                      \
|01100|01101|01110|01111|10000|10001|10010|10011|
            \                       /
               unaligned data read

编译器'pad'结构以避免这种读取。因为它们很贵。正如Woodrow Douglass在their answer中建议的那样，你可以强制编译器“打包”而不是“打包”。

还有一件事：有些架构甚至无法实现未对齐的负载。在这样的机器上，操作系统通常捕获在未对齐的负载期间引发的异常，然后以某种方式模拟负载（例如，通过执行多个对齐的负载）。

Answer 3

这是64位机器吗？ 72字节是64位字边界。您的编译器正在调整您的结构。在gcc中，如果使用__attribute__((__packed__))声明结构，则可以避免这种情况。

所以声明你的typedef是这样的：

typedef struct {
    ...
    ...
    struct s2;
} __attribute__((__packed__)) s1;

C结构后增量增加4个字节的结构？为什么是这样？

3 个答案: