Question

结构的每个成员的类型通常具有默认对齐，即，每个结构成员在预定边界上对齐。因此，填充是在以下wiki示例中执行的：

struct MixedData
{
    char Data1;
    short Data2;
    int Data3;
    char Data4;
};



struct MixedData  /* After compilation in 32-bit x86 machine */
{
    char Data1; /* 1 byte */
    /* 1 byte for the following 'short' to be aligned on a 2 byte boundary 
assuming that the address where structure begins is an even number */
    char Padding1[1];
    short Data2; /* 2 bytes */
    int Data3;  /* 4 bytes - largest structure member */
    char Data4; /* 1 byte */
    char Padding2[3]; /* 3 bytes to make total size of the structure 12 bytes */
};

应该保留对齐的（实际）原因是什么？

Answer 1

在许多架构中，与主内存对齐的读写操作比未对齐的内存快得多。

Answer 2

未对齐的读写通常要求CPU从存储器中取出两个相邻的字（而不是仅仅一个）并应用一些额外的逐位算术以便正确执行指定的操作。

某些体系结构（如x86）将以性能成本实现。其他体系结构（最值得注意的是ARM）会引发异常（通常会导致用户进程发出SIGBUS信号），甚至会将地址“舍入”到最近的边界，这可能会导致一些非常讨厌的错误。 / p>

Answer 3

通常，结构在依赖于处理器的对齐上对齐，以便使用处理器的“自然”寄存器大小尽可能快地访问它们。

对于32位处理器，它是4字节（或32位），对于64位处理器，它是8字节。

如果你尝试访问（比如说）一个int，如果它没有在正确的边界上对齐，那么某些（非x86）处理器会产生错误。

不同设备之间的通信是保持对齐的实际原因。使用默认对齐时，此结构的长度为24个字节，而在64位处理器上，则为48个字节，除第一个之外的其他项目都不在同一位置。

通常可以使用编译器/编译指示更改结构填充，这可能会取消对示例中指定的手动填充的需要，但对于每个编译器通常都是不同的。

为什么赞成数据结构对齐？

3 个答案: