(GCC) GCC 結構體記憶體對齊規則

GCC struct 記憶體對齊規則

1. 結構體起始地址需要被其中成員類型最大的大小所整除；
2. 每個成員起始地址需要被其類型大小所整除，如int32_t類型成員記憶體對齊到4B；
3. 如果成員有子結構體，則該子結構體成員起始地址要被其內部成員類型最大的所整除。如struct a里存有struct b，b 里有 char，int，double 等元素，那 b 應該從8的整數倍開始存儲；
4. 如果成員有數組，則該數組成員對齊依舊按POD類型，如uint8_t arr[4]，其對齊依舊按1B；
5. 如果成員有union，則按可以被union中子成員類型最大所整除處理；
6. 整個結構體大小，必須要能被成員中類型最大所整除，不滿足則GCC自動填充。

結構體大小計算攻略

1. 前一個成員占用大小必須被後一個成員所占空間的整數倍，不滿足則GCC自動填充，即後一個成員地址偏移到滿足可以被其整除的位置；
2. 結構體大小必須被成員類型最大的所整除。

測試例子 x86-64 編譯器

/* 
sizeof(typeA) = 8
addr of a:    0x7fff829ca240
addr of a.a8: 0x7fff829ca240
addr of a.b8: 0x7fff829ca241
addr of a.c32:0x7fff829ca244
*/
struct typeA {
  uint8_t a8;
  uint8_t b8;
  uint32_t c32;
};

/* 
sizeof(typeB) = 12
addr of a:    0x7ffd5c3add9c
addr of a.b8: 0x7ffd5c3add9c
addr of a.c32:0x7ffd5c3adda0
addr of a.a8: 0x7ffd5c3adda4
*/
struct typeB {
  uint8_t b8;
  uint32_t c32;
  uint8_t a8;
};

使用記憶體對齊

使用記憶體對齊會影響到結構體起始地址偏移及結構體占用記憶體。如上面定義的typeB做修改：

struct typeA {
  uint8_t b8;
  uint32_t c32;
  uint8_t a8;
} __attribute__ ((aligned (8)));

輸出為：

sizeof(typeA) : 16
address:
0x7ffcb3afc610
0x7ffcb3afc610
0x7ffcb3afc614
0x7ffcb3afc618

attribute align部分語法：

struct S { short f[3]; } __attribute__ ((aligned (8)));
typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));