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(GCC) GCC 结构体内存对齐规则

Roderick.Huang 2023-03-28 原文

GCC struct 内存对齐规则

  1. 结构体起始地址需要被其中成员类型最大的大小所整除；
  2. 每个成员起始地址需要被其类型大小所整除，如int32_t类型成员内存对齐到4B；
  3. 如果成员有子结构体，则该子结构体成员起始地址要被其内部成员类型最大的所整除。如struct a里存有struct b，b 里有 char，int，double 等元素，那 b 应该从8的整数倍开始存储；
  4. 如果成员有数组，则该数组成员对齐依旧按POD类型，如uint8_t arr[4]，其对齐依旧按1B；
  5. 如果成员有union，则按可以被union中子成员类型最大所整除处理；
  6. 整个结构体大小，必须要能被成员中类型最大所整除，不满足则GCC自动填充。

结构体大小计算攻略

  1. 前一个成员占用大小必须被后一个成员所占空间的整数倍，不满足则GCC自动填充，即后一个成员地址偏移到满足可以被其整除的位置；
  2. 结构体大小必须被成员类型最大的所整除。

测试例子 x86-64 编译器

/* 
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;
};

使用内存对齐

使用内存对齐会影响到结构体起始地址偏移及结构体占用内存。如上面定义的typeB做修改：

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

输出为：

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

attribute align部分语法：

struct S { short f[3]; } __attribute__ ((aligned (8)));
typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
GCC结构体起始地structcodeC++

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