求索阁

首先先来看看2个程序，第一次看会死人的。 
#include <stdio.h> 
struct test{ 
unsigned int a1; 
unsigned char a2; 
unsigned short a3; 
unsigned char a5; 
unsigned int a4; 
}; 
int main(void) 
{ 
printf("a:%d/n",sizeof(struct test)); 
return 0; 
} 
显示16 
---------- 
#include <stdio.h> 
struct test{ 
unsigned int a1; 
unsigned char a2; 
unsigned char a5; 
unsigned short a3; 
unsigned int a4; 
}; 
int main(void) 
{ 
printf("a:%d/n",sizeof(struct test)); 
return 0; 
} 
显示12 
---------- 
为什么呢？？ 
因为： 
unsigned char a2; 
unsigned short a3; 
unsigned char a5; 
主要是因为u16和u8的排列问题 
－－－－－－－－－－－－－－ 
如果char后面跟的是u16，那char就是2字节存储了。 
后面的char是单字节，但是a5后面是int，所以a5就当4字节存储了。 
u8就是unsigned char 
那么u16=unsigned short 
u32=unsigned int了呵呵。 
short 16 
char 8 
int 32 
在arm和32bit的intel中是这么定义的。 
我晕，还要管哪家公司定义的。 
结构体中的排列问题 是编译器的原因还是什么？ 
是 cpu架构和编译器共同作用 
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好了，我们回头看那个程序。 
第一个： 
4+2+2+4+4=16 
4(unsigned char)+2(unsigned char因为后面的16、2个字节，所以变了)+2(unsigned short)+4(unsinged char因为后面的32、4个字节所以变了)+4(unsigned int)=16 
第二个： 
4+1+1+2+4=12 
就没怎么变。（ps: 还不知道为什么这个就没有8--〉16变成2字节，或许不用吧， 下午再问） 
在这里谢谢id=思想者的老兄了。呵呵。这么本质的问题都有。厉害。
谢谢啦，我查了一下，不知道这个东西还有这么的要求……长见识了。 
找了几个资料，弄在下面。 
Arm结构体gcc内存边界对齐问题 
这段时间移植公司的linux i386程序到Arm linux平台，本以为是件工作量很小的事情，以为只要改几个驱动程序就OK了，没想到在应用程序这一块卡了很长时间。其中最烦的事情就莫过于结构体内存边界对齐了。搞了这么久，终于终结了一些小经验。 
默认情况下，在32位cpu里，gcc对于结构体的对齐方式是按照四个字节来对齐的。看以下结构体 
typedef struct pack{ 
char a; 
int b; 
short c; 
}pack; 
对于Pack结构体，默认情况下在arm/386平台下（别的平台没试过）sizeof(pack)=12,求解过程如下: 
sizeof(char)=1; 
下一个int b,由于是四个字节,要求b的开始地址从32的整数倍开始,故需要在a后面填充3个没用的字节,记为dump(3),sizeof(b)=4,此时相当于结构体扩充为 
char a; 
char dump(3); 
int b; 
看short c,现在c的前面有8个字节,c是两个字节,c的开始地址是从16的整数开始,在b前面不需再加东西.此时对于结构体来说,sizeof(pack)=10,但是这不是最终结果,最后总的字节数也要能被4个字节整除,所以还需在short c后面再加 
dump(2); 
故总的字节数为12. 
当然以上说的只是简单的情况,下面谈谈Arm,x86在gcc里关于内存边界字节对齐的区别.对于同样的结构体,在386下 
#prama pack(1) 
后,sizeof(pack)=1 4 2=7 
而在arm下同样的操作sizeof(pack)=1 4 2 1=8,即虽然b根a之间不要填充但总的长度必须要是4的整数倍. 
在ARM 下要使结构体按指定字节对齐,可行的方法 
1.在makefile里加-fpack-struct 选项,这样的话对所有的结构按一字节对齐. 
不得不说,确实有那么些质量较差的程序可能需要你部分自然对齐,部分一字 节对齐,此时 
2. typedef struct pack{ 
}__attribute__((packed)) 
可利用__attribute__属性 
当然最后的方式,还是自己去看ARM体系结构与gcc编译选项了。 
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浅谈结构体对齐问题 
#include <stdio.h> 
int main() { 
struct ms { 
double x; 
char a; 
int y; 
}; 
// }__attribute__((packed)); 
printf("%d/n", sizeof(struct ms)); 
return 0; 
} 
linux上运行，结果为16；如果采用注释的那一行，则结果为13 
原文：： http://dev.csdn.net/article/48/48195.shtm 
什么是内存对齐 
考虑下面的结构： 
struct foo 
{ 
char c1; 
short s; 
char c2; 
int i; 
}; 
假设这个结构的成员在内存中是紧凑排列的，假设c1的地址是0，那么s的地址就应该是1，c2的地址就是3，i的地址就是4。也就是 
c1 00000000, s 00000001, c2 00000003, i 00000004。 
可是，我们在Visual c/c++ 6中写一个简单的程序： 
struct foo a; 
printf("c1 %p, s %p, c2 %p, i %p/n", 
(unsigned int)(void*)&a.c1 - (unsigned int)(void*)&a, 
(unsigned int)(void*)&a.s - (unsigned int)(void*)&a, 
(unsigned int)(void*)&a.c2 - (unsigned int)(void*)&a, 
(unsigned int)(void*)&a.i - (unsigned int)(void*)&a); 
运行，输出： 
c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008。 
为什么会这样？这就是内存对齐而导致的问题。 
为什么会有内存对齐 
以下内容节选自《Intel Architecture 32 Manual》。 
字，双字，和四字在自然边界上不需要在内存中对齐。（对字，双字，和四字来说，自然边界分别是偶数地址，可以被4整除的地址，和可以被8整除的地址。） 
无论如何，为了提高程序的性能，数据结构（尤其是栈）应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；然而，对齐的内存访问仅需要一次访问。 
一个字或双字操作数跨越了4字节边界，或者一个四字操作数跨越了8字节边界，被认为是未对齐的，从而需要两次总线周期来访问内存。一个字起始地址是奇数但却没有跨越字边界被认为是对齐的，能够在一个总线周期中被访问。 
某些操作双四字的指令需要内存操作数在自然边界上对齐。如果操作数没有对齐，这些指令将会产生一个通用保护异常（#GP）。双四字的自然边界是能够被16 整除的地址。其他的操作双四字的指令允许未对齐的访问（不会产生通用保护异常），然而，需要额外的内存总线周期来访问内存中未对齐的数据。 
编译器对内存对齐的处理 
缺省情况下，c/c++编译器默认将结构、栈中的成员数据进行内存对齐。因此，上面的程序输出就变成了： 
c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008。 
编译器将未对齐的成员向后移，将每一个都成员对齐到自然边界上，从而也导致了整个结构的尺寸变大。尽管会牺牲一点空间（成员之间有空洞），但提高了性能。 
也正是这个原因，我们不可以断言sizeof(foo) == 8。在这个例子中，sizeof(foo) == 12。 
如何避免内存对齐的影响 
那么，能不能既达到提高性能的目的，又能节约一点空间呢？有一点小技巧可以使用。比如我们可以将上面的结构改成： 
struct bar 
{ 
char c1; 
char c2; 
short s; 
int i; 
}; 
这样一来，每个成员都对齐在其自然边界上，从而避免了编译器自动对齐。在这个例子中，sizeof(bar) == 8。 
这个技巧有一个重要的作用，尤其是这个结构作为API的一部分提供给第三方开发使用的时候。第三方开发者可能将编译器的默认对齐选项改变，从而造成这个结构在你的发行的DLL中使用某种对齐方式，而在第三方开发者哪里却使用另外一种对齐方式。这将会导致重大问题。 
比如，foo结构，我们的DLL使用默认对齐选项，对齐为 
c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008，同时sizeof(foo) == 12。 
而第三方将对齐选项关闭，导致 
c1 00000000, s 00000001, c2 00000003, i 00000004，同时sizeof(foo) == 8。 
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。指令语法如下： 
#pragma pack( [ show ] | [ push | pop ] [, identifier ] , n ) 
意义和/Zpn选项相同。比如： 
#pragma pack(1) 
struct foo_pack 
{ 
char c1; 
short s; 
char c2; 
int i; 
}; 
#pragma pack() 
栈内存对齐 
我们可以观察到，在vc6中栈的对齐方式不受结构成员对齐选项的影响。（本来就是两码事）。它总是保持对齐，而且对齐在4字节边界上。 
验证代码 
#include <stdio.h> 
struct foo 
{ 
char c1; 
short s; 
char c2; 
int i; 
}; 
struct bar 
{ 
char c1; 
char c2; 
short s; 
int i; 
}; 
#pragma pack(1) 
struct foo_pack 
{ 
char c1; 
short s; 
char c2; 
int i; 
}; 
#pragma pack() 
int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
char c1; 
short s; 
char c2; 
int i; 
struct foo a; 
struct bar b; 
struct foo_pack p; 
printf("stack c1 %p, s %p, c2 %p, i %p/n", 
(unsigned int)(void*)&c1 - (unsigned int)(void*)&i, 
(unsigned int)(void*)&s - (unsigned int)(void*)&i, 
(unsigned int)(void*)&c2 - (unsigned int)(void*)&i, 
(unsigned int)(void*)&i - (unsigned int)(void*)&i); 
printf("struct foo c1 %p, s %p, c2 %p, i %p/n", 
(unsigned int)(void*)&a.c1 - (unsigned int)(void*)&a, 
(unsigned int)(void*)&a.s - (unsigned int)(void*)&a, 
(unsigned int)(void*)&a.c2 - (unsigned int)(void*)&a, 
(unsigned int)(void*)&a.i - (unsigned int)(void*)&a); 
printf("struct bar c1 %p, c2 %p, s %p, i %p/n", 
(unsigned int)(void*)&b.c1 - (unsigned int)(void*)&b, 
(unsigned int)(void*)&b.c2 - (unsigned int)(void*)&b, 
(unsigned int)(void*)&b.s - (unsigned int)(void*)&b, 
(unsigned int)(void*)&b.i - (unsigned int)(void*)&b); 
printf("struct foo_pack c1 %p, s %p, c2 %p, i %p/n", 
(unsigned int)(void*)&p.c1 - (unsigned int)(void*)&p, 
(unsigned int)(void*)&p.s - (unsigned int)(void*)&p, 
(unsigned int)(void*)&p.c2 - (unsigned int)(void*)&p, 
(unsigned int)(void*)&p.i - (unsigned int)(void*)&p); 
printf("sizeof foo is %d/n", sizeof(foo)); 
printf("sizeof bar is %d/n", sizeof(bar)); 
printf("sizeof foo_pack is %d/n", sizeof(foo_pack)); 
return 0; 
} 
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界条件分配空间；各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。在缺省情况下，c编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间 
例如，下面的结构各成员空间分配情况 
struct test { 
char x1; 
short x2; 
float x3; 
char x4; 
}; 
结构的第一个成员x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上，在它们前面不需要额外的填充字节。在test结构中，成员x3要求 4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大对界单元，因而test结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。 
现在你知道怎么回事了吧？ 
更改c编译器的缺省分配策略 
一般地，可以通过下面的两种方法改变缺省的对界条件： 
· 使用伪指令#pragma pack ([n]) 
· 在编译时使用命令行参数 
#pragma pack ([n])伪指令允许你选择编译器为数据分配空间所采取的对界策略： 
例如，在使用了#pragma pack (1)伪指令后，test结构各成员的空间分配情况就是按照一个字节对齐了 
#pragma pack(push) //保存对齐状态 
#pragma pack(1) 
#pragma pack(pop)