c - 了解 C 中的内存对齐约束和填充字节

Question

我有以下代码片段。

#include<stdio.h>
int main(){
    typedef struct{
        int a;
        int b;
        int c;
        char ch1;
        int d;
    } str;
    printf("Size: %d \n",sizeof(str));
    return 0;
}

输出如下

Size: 20

我知道 structure 的大小大于 structure 组件大小的总和，因为添加了填充以满足内存对齐约束。我想知道如何决定必须添加多少字节的填充。它取决于什么？它取决于 CPU 体系结构吗？它也取决于编译器吗？我在这里使用 64 位 CPU 和 gcc 编译器。如果这些参数发生变化，输出将如何变化。

我知道 StackOverflow 上有类似的问题，但他们没有彻底解释这个内存对齐约束。

Answer 1

一般取决于架构的要求。负载超过 here , 但可以总结如下:

Storage for the basic C datatypes on an x86 or ARM processor doesn’t normally start at arbitrary byte addresses in memory. Rather, each type except char has an alignment requirement; chars can start on any byte address, but 2-byte shorts must start on an even address, 4-byte ints or floats must start on an address divisible by 4, and 8-byte longs or doubles must start on an address divisible by 8. Signed or unsigned makes no difference.

在您的情况下，可能会发生以下情况:sizeof(str) = 4(4 个字节用于 int)+ 4(4 个字节用于 int)+ 1(1 个字节用于 char)+ 7(3 个字节填充+ 4 字节用于 int) = 20

填充是为了让 int 位于一个 4 字节倍数的地址。这个要求来自 int 是 4 个字节长的事实(我对你正在使用的架构的假设)。但这会因架构而异。