哪个网站做网站好,重庆南岸营销型网站建设公司哪家好,在线生成签名免费,wordpress建分类信息0 前言
在进行嵌入式开发的过程中#xff0c;我们经常会见到对齐操作。这些对齐操作有些是为了便于实现指针操作#xff0c;有些是为了加速对内存的访问。因此#xff0c;学习如何使用对齐关键字是对于嵌入式开发是很有必要的。
1 对齐规则
1.0 什么叫做对齐
众所周知我们经常会见到对齐操作。这些对齐操作有些是为了便于实现指针操作有些是为了加速对内存的访问。因此学习如何使用对齐关键字是对于嵌入式开发是很有必要的。
1 对齐规则
1.0 什么叫做对齐
众所周知内存的最小单位是字节。理论上CPU可以访问内存上任意地址的数据但实际上数据在内存中的分布并不是随意的它们往往会遵循一定的对齐规则使CPU访问这些数据的速度提升。 对齐实际上就是将变量存储的首地址按照1、2、4、8字节对齐如果按照2字节对齐则变量在内存中的首地址必须是2的倍数其它字节对齐方式也是如此。
1.1 默认的对齐方式
根据使用处理器、编译器的不同变量在内存中的地址对齐方式不同。例如常见的STM32默认4字节对齐本文使用的x64vscode环境默认8字节对齐。
1.2 关键字#pragma pack(n)介绍
#pragma pack(n)
#pragma pack()1#pragma pack(n)按照n字节对齐 2#pragma pack()取消自定义对齐方式恢复默认对齐方式
1.3 结构体/联合体数据成员对齐规则
结构体/联合体数据的第1个成员后面的成员按照#pragma pack指定的对齐方式和成员占用字节大小进行处理分为以下3种情况 1成员占用字节大小比#pragma pack指定的字节对齐大小要小按照成员字节占用大小对齐去找到上一个成员占用内存区域之后首个满足要求的地址 2成员占用字节大小比#pragma pack指定的字节对齐大小要大按照#pragma pack指定的字节对齐大小对齐去找到上一个成员占用内存区域之后首个满足要求的地址 3成员占用字节大小和#pragma pack指定的字节对齐大小一致按照#pragma pack指定的字节对齐大小对齐去找到上一个成员占用内存区域之后首个满足要求的地址
1.4 结构体/联合体自身对齐规则
前面我们了解到了结构体/联合体数据成员对齐规则为了保证结构体所有成员在内存上的分布都是符合对齐原则的我们必须也要设置结构体/联合体的首地址到合适的值。规则如下 1最大的成员占用字节大小比#pragma pack指定的字节对齐大小要小按照最大的成员占用字节大小对齐 2最大的成员占用字节大小比#pragma pack指定的字节对齐大小要大按照#pragma pack占指定的字节大小对齐 3最大的成员占用字节大小和#pragma pack指定的字节对齐大小一致按照#pragma pack占指定的字节大小对齐 按照上述方法操作后结合1.3的数据成员对齐规则我们很容易实现每个成员在内存中按照指定的对齐方式实现对齐。
2 实例测试
2.1 结构体成员默认的对齐方式
测试说明 这里使用的是64位电脑经过vscode后默认的对齐方式为按8字节对齐。 示例程序
#include stdio.htypedef struct
{unsigned char a;unsigned short int b;unsigned int c;double d;
} test_t;
test_t test;
int main(void)
{printf(a addr : 0x%x\r\n, test.a);printf(b addr : 0x%x\r\n, test.b);printf(c addr : 0x%x\r\n, test.c);printf(d addr : 0x%x\r\n, test.d);return 0;
}我们这里定义了1个名为test_t的结构体成员a、b、c、d的大小分别为1、2、4、8字节。在不做任何对齐操作下打印a、b、c、d在内存上的地址
可以看到成员在结构体的分布对齐方式分别是1、2、4、8字节同时结构体首地址也就是成员a的地址是按照8字节对齐的。它们在内存中的分布可以用如下示意图表示
2.2 设置结构体成员按照1字节对齐
测试说明 这里使用的是64位电脑经过vscode后默认的对齐方式为按8字节对齐。 示例程序
#include stdio.h#pragma pack(1)
typedef struct
{unsigned char a;unsigned short int b;unsigned int c;double d;
} test_t;
test_t test;
#pragma pack()
int main(void)
{printf(a addr : 0x%x\r\n, test.a);printf(b addr : 0x%x\r\n, test.b);printf(c addr : 0x%x\r\n, test.c);printf(d addr : 0x%x\r\n, test.d);return 0;
}我们这里定义了1个名为test_t的结构体成员a、b、c、d的大小分别为1、2、4、8字节。在按照1字节对齐之后打印a、b、c、d在内存上的地址
可以看到成员在结构体的分布对齐方式是1字节同时结构体首地址也就是成员a的地址是按照1字节对齐的。可以用如下的示意图表示使用#pragma pack()前后结构体成员在内存中的分布
