Question

  struct {              /* Fileheader */
    uchar file_version[4];
    uchar options[2];
    uchar header_length[2];
    uchar state_info_length[2];
    uchar base_info_length[2];
    uchar base_pos[2];
    uchar key_parts[2];         /* Key parts */
    uchar unique_key_parts[2];      /* Key parts + unique parts */
    uchar keys;             /* number of keys in file */
    uchar uniques;          /* number of UNIQUE definitions */
    uchar language;         /* Language for indexes */
    uchar max_block_size_index;     /* max keyblock size */
    uchar fulltext_keys;
    uchar not_used;                     /* To align to 8 */
  } header;

以上内容摘自MySQL源代码，

为什么还要与8对齐？

Answer 1

这是一种优化，可以让CPU更有效地访问内存中的结构。

http://en.wikipedia.org/wiki/Data_structure_alignment

Answer 2

原因1：地址计算越来越快。

在x86以及其他一些体系结构中，如果元素大小是“漂亮的圆形数字”，则访问数组元素会更有效。对于“nice，round number”的定义，请学习x86程序集。但是您可以在以下代码中看到使用不同大小的元素访问数组的效果：

struct s { char c[N]; };
int func(struct s *p, int i) { return p[i].c[0]; }

当N为23时（没有填充的上述结构的大小）：

leaq    (%rsi,%rsi,2), %rax
salq    $3, %rax
subq    %rsi, %rax
movsbl  (%rax,%rdi),%eax

当N为24（具有填充的上述结构的大小）时：

leaq    (%rsi,%rsi,2), %rax
movsbl  (%rdi,%rax,8),%eax

当N为32时（附加填充的上述结构的大小）：

salq    $5, %rsi
movsbl  (%rsi,%rdi),%eax

请注意代码访问具有23个字节元素的数组中元素的复杂程度。

原因2：对于磁盘结构，它允许使用对齐的加载和存储来访问文件中的其他元素。

看起来结构出现在磁盘上。使用填充，32位字可以直接出现在结构之后并对齐。这使得访问速度更快 - 编译器自动为内存中的结构执行此操作，但您需要手动为磁盘上的结构执行此操作。如果您尝试访问未对齐的数据，某些体系结构甚至会崩溃。

unsigned char *data = ...;
header *h = (header *) data;
do_something_with(h);
uint32_t x = *(uint32_t *) (data + sizeof(header));

如果sizeof(header)不是4的倍数，则上述代码会使SPARC崩溃，而在x86上，除非sizeof(header)不是4的倍数，否则上述代码会慢一些。

Answer 3

如果头结构在数组中，则数组的所有元素将以相同的方式对齐。否则，情况就不是这样了。您可以查看下面的代码/输出来验证。

如果Dani在他们的评论中是正确的，那么打算将file_version之类的内容转换为uint32_t，那么这种对齐非常重要。< / p>

一些代码

#include <stdio.h>

struct padded {
    unsigned char file_version[4];
    unsigned char options[2];
    unsigned char header_length[2];
    unsigned char state_info_length[2];
    unsigned char base_info_length[2];
    unsigned char base_pos[2];
    unsigned char key_parts[2];
    unsigned char unique_key_parts[2];
    unsigned char keys;
    unsigned char uniques;
    unsigned char language;
    unsigned char max_block_size_index;
    unsigned char fulltext_keys;
    unsigned char not_used;
};

struct unpadded {
    unsigned char file_version[4];
    unsigned char options[2];
    unsigned char header_length[2];
    unsigned char state_info_length[2];
    unsigned char base_info_length[2];
    unsigned char base_pos[2];
    unsigned char key_parts[2];
    unsigned char unique_key_parts[2];
    unsigned char keys;
    unsigned char uniques;
    unsigned char language;
    unsigned char max_block_size_index;
    unsigned char fulltext_keys;
};

int main() {
    printf("size padded:      %lu\n", sizeof(struct padded));
    printf("size unpadded:    %lu\n", sizeof(struct unpadded));

    printf("size padded[2]:   %lu\n", sizeof(struct padded[2]));
    printf("size unpadded[2]: %lu\n", sizeof(struct unpadded[2]));
}

输出

size padded:      24
size unpadded:    23
size padded[2]:   48
size unpadded[2]: 46

与8对齐的原因是什么？

3 个答案:

一些代码

输出