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            MDK對齊方式設(shè)定

            作者: 時間:2016-11-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            __align(4) u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE];

            為何要字節(jié)對齊?

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201611/322520.htm

            從理論上講似乎對任何類型的變量的訪問可以從任何地址開始,但實際情況是在訪問特定類型變量的時候經(jīng)常在特定的內(nèi)存地址訪問,各個硬件平臺對存儲空間的處理上有很大的不同。一些平臺對某些特定類型的數(shù)據(jù)只能從某些特定地址開始存取。

            MDK 字節(jié)對齊關(guān)鍵字 __packed

            typedef __packed struct abc
            {
            int a;
            int b;
            }strabc;

            vxworks 字節(jié)對齊關(guān)鍵字 _WRS_PACK_ALIGN(1)

            typedefstruct abc
            {
            int a;
            int b;
            }_WRS_PACK_ALIGN(1) strabc;

            (1)什么是字節(jié)對齊
            一個變量占用 n 個字節(jié),則該變量的起始地址必須能夠被 n 整除,即: 存放起始地址 % n = 0, 對于結(jié)構(gòu)體而言,這個 n 取其成員種的數(shù)據(jù)類型占空間的值最大的那個。
            (2)為什么要字節(jié)對齊
            內(nèi)存空間是按照字節(jié)來劃分的,從理論上說對內(nèi)存空間的訪問可以從任何地址開始,但是在實際上不同架構(gòu)的CPU為了提高訪問內(nèi)存的速度,就規(guī)定了對于某些類 型的數(shù)據(jù)只能從特定的起始位置開始訪問。這樣就決定了各種數(shù)據(jù)類型只能按照相應(yīng)的規(guī)則在內(nèi)存空間中存放,而不能一個接一個的順序排列。

            舉個例子,比如有些平臺訪問內(nèi)存地址都從偶數(shù)地址開始,對于一個int型(假設(shè)32位系統(tǒng)),如果從偶數(shù)地址開始的地方存放,這樣一個讀周期就可以讀出這 個int數(shù)據(jù),但是如果從奇數(shù)地址開始的地址存放,就需要兩個讀周期,并對兩次讀出的結(jié)果的高低字節(jié)進行拼湊才能得到這個int數(shù)據(jù),這樣明顯降低了讀取 的效率。
            (3)如何進行字節(jié)對齊

            每個成員按其類型的對齊參數(shù)(通常是這個類型的大小)和指定對齊參數(shù)(不指定則取默認(rèn)值)中較小的一個對齊,并且結(jié)構(gòu)的長度必須為所用過的所有對齊參數(shù)的整數(shù)倍,不夠就補空字節(jié)。

            這個規(guī)則有點苦澀,可以把這個規(guī)則分解一下,前半句的意思先獲得對齊值后與指定對齊值進行比較,其中對齊值獲得方式如下:

            1. 數(shù)據(jù)類型的自身對齊值為:對于char型數(shù)據(jù),其自身對齊值為1,對于short型為2,對于int, long, float類型,其自身對齊值為4,對于 double 類型其自身對齊值為8,單位為字節(jié)。
            2.結(jié)構(gòu)體自身對齊值:其成員中自身對齊值最大的那個值。

            其中指定對齊值獲得方式如下:

            #pragma pack (value)時的指定對齊值value。

            未指定則取默認(rèn)值。

            后半句的意思是主要是針對于結(jié)構(gòu)體的長度而言,因為針對數(shù)據(jù)類型的成員,它僅有一個對齊參數(shù),其本身的長度、于這個對齊參數(shù),即1倍。對于結(jié)構(gòu)體而言,它 可能使用了多種數(shù)據(jù)類型,那么這句話翻譯成對齊規(guī)則: 每個成員的起始地址 % 自身對齊值 = 0,如果不等于 0 則先補空字節(jié)直至這個表達式成立。
            換句話說,對于結(jié)構(gòu)體而言,結(jié)構(gòu)體在在內(nèi)存的存放順序用如下規(guī)則即可映射出來:
            (一)每個成員的起始地址 % 每個成員的自身對齊值 = 0,如果不等于 0 則先補空字節(jié)直至這個表達式成立;
            (二)結(jié)構(gòu)體的長度必須為結(jié)構(gòu)體的自身對齊值的整數(shù)倍,不夠就補空字節(jié)。

            舉個例子:

            #pragma pack(8)
            struct A{
            char a;
            long b;
            };

            struct B{
            char a;
            struct A b;
            long c;
            };

            struct C{
            char a;
            struct A b;
            double c;
            };

            struct D{
            char a;
            struct A b;
            double c;
            int d;
            };

            struct E{
            char a;
            int b;
            struct A c;
            double d;
            };


            對于 struct A 來說,對于char型數(shù)據(jù),其自身對齊值為1,對于long類型,其自身對齊值為4, 結(jié)構(gòu)體的自身對齊值取其成員最大的對齊值,即大小4。那么struct A 在內(nèi)存中的順序步驟為:
            (1) char a, 地址范圍為0x0000~0x0000,起始地址為0x0000,滿足 0x0000 % 1 = 0,這個成員字節(jié)對齊了。
            (2) long b, 地址起始位置不能從0x00001開始,因為 0x0001 % 4 != 0,所以先補空字節(jié),直到0x00003結(jié)束,即補3個字節(jié)的空字節(jié),從0x00004開始存放b,其地址范圍為0x00004~0x0007.
            (3)此時成員都存放結(jié)束,結(jié)構(gòu)體長度為8,為結(jié)構(gòu)體自身對齊值的2倍,符合條件(二).
            此時滿足條件(一)和條件(二),struct A 中各成員在內(nèi)存中的位置為:a*** b ,sizeof(struct A) = 8。(每個星號代表一位,成員各自代表自己所占的位,比如a占一位,b占四位)

            對于struct B,里面有個類型為struct A的成員b自身對齊值為4,對于long類型,其自身對齊值為4. 故struct B的自身對齊值為4。那么struct B 在內(nèi)存中的順序步驟為:
            (1) char a, 地址范圍為0x0000~0x0000,起始地址為0x0000,滿足 0x0000 % 1 = 0,這個成員字節(jié)對齊了。
            (2) struct A b, 地址起始位置不能從0x00001開始,因為 0x0001 % 4 != 0,所以先補空字節(jié),直到0x00003結(jié)束,即補3個字節(jié)的空字節(jié),從0x00004開始存放b,其地址范圍為0x00004~0x00011.
            (3) long c,地址起始位置從0x000012開始, 因為 0x0012 % 4 = 0,其地址范圍為0x00012~0x0015.
            (4)此時成員都存放結(jié)束,結(jié)構(gòu)體長度為16,為結(jié)構(gòu)體自身對齊值的4倍,符合條件(二).
            此時滿足條件(一)和條件(二),struct B 中各成員在內(nèi)存中的位置為:a*** b c ,sizeof(struct C) = 24。(每個星號代表一位,成員各自代表自己所占的位,比如a占一位,b占八位,c占四位)
            對于struct C,里面有個類型為struct A的成員b自身對齊值為4,對于double 類型,其自身對齊值為8. 故struct C的自身對齊值為8。那么struct C 在內(nèi)存中的順序步驟為:
            (1) char a, 地址范圍為0x0000~0x0000,起始地址為0x0000,滿足 0x0000 % 1 = 0,這個成員字節(jié)對齊了。
            (2) struct A b, 地址起始位置不能從0x00001開始,因為 0x0001 % 4 != 0,所以先補空字節(jié),直到0x00003結(jié)束,即補3個字節(jié)的空字節(jié),從0x00004開始存放b,其地址范圍為0x00004~0x00011.
            (3) double c,地址起始位置不能從0x000012開始, 因為 0x0012 % 8 != 0,所以先補空字節(jié),直到0x000015結(jié)束,即補4個字節(jié)的空字節(jié),從0x00016開始存放c,其地址范圍為0x00016~0x0023.
            (4)此時成員都存放結(jié)束,結(jié)構(gòu)體長度為24,為結(jié)構(gòu)體自身對齊值的3倍,符合條件(二).
            此時滿足條件(一)和條件(二),struct C 中各成員在內(nèi)存中的位置為:a*** b **** c ,sizeof(struct C) = 24。(每個星號代表一位,成員各自代表自己所占的位,比如a占一位,b占八位,c占八位)

            對于struct D,自身對齊值為8。前面三個成員與 struct C 是一致的。對于第四成員d,因為 0x0024 % 4 = 0, 所以可以從0x0024開始存放d, 其地址范圍為0x00024~0x00027.此時成員都存放結(jié)束,結(jié)構(gòu)體長度為28,28 不是結(jié)構(gòu)體自身對齊值8的倍數(shù),所以要在后面補四個空格,即在0x0028~0x0031上補四個空格。補完了,結(jié)構(gòu)體長度為32, 為結(jié)構(gòu)體自

            身對齊值的4被,,符合條件(二).
            此時滿足條件(一)和條件(二),struct D 中各成員在內(nèi)存中的位置為:a*** b **** c d **** ,sizeof(struct D) = 32。(每個星號代表一位,成員各自代表自己所占的位,比如a占一位,b占八位,c占八位, d占四位)。

            對于struct E 中各成員在內(nèi)存中的位置為:a*** b c d, sizeof(struct E) = 24。(每個星號代表一位,成員各自代表自己所占的位,比如a占一位,b占四位,c占八位, d占八位)。
            通過struct D 和 struct E 可以看出,在成員數(shù)量和類型一致的情況,后者的所占空間少于前者,因為后者的填充空字節(jié)要少。如果我們在編程時考慮節(jié)約空間的話,應(yīng)該遵循將變量按照類型 大小從小到大聲明的原則, 這樣盡量減少填補空間。另外,可以在填充空字節(jié)的地方來插入reserved成員, 例如
            struct A
            {
            char a;
            char reserved[3];
            int b;
            };
            這樣做的目的主要是為了對程序員起一個提示作用,如果不加則編譯器會自動補齊。

            習(xí)題

            typedef struct

            {

            int a;//ARM(int=4)51(int=2)

            char b;// 1

            short c;// 2

            }AAA;

            typedef struct

            {

            char b;

            int a;

            short c;

            }BBB;

            i = sizeof(AAA);

            j = sizeof(BBB);

            //注意在51單片機,ARM,PC不同

            51 (i=j=5)//好像強制單字節(jié)對齊

            ARM(i=8,j=12)//按規(guī)則默認(rèn)對齊

            PC(i=8,j=12)

            AAA對齊方式如下(ARM)

            I I I I

            I0I I

            BBB對齊方式如下(ARM)

            I0 0 0

            IIII

            I I0 0

            通過#pragma pack可以調(diào)整對齊字節(jié)數(shù)

            #pragma pack(1) //指定Align為 1字節(jié);

            。。。。。。。。。。。。//需要對齊的結(jié)構(gòu)體

            #pragma pack() //恢復(fù)到原先值



            關(guān)鍵詞: MDK對齊方

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