MDK對齊方式設定

為何要字節對齊？

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常在特定的內存地址訪問，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據只能從某些特定地址開始存取。

MDK 字節對齊關鍵字 __packed

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

vxworks 字節對齊關鍵字 _WRS_PACK_ALIGN(1)

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

(1)什么是字節對齊
一個變量占用 n 個字節，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， 對于結構體而言，這個 n 取其成員種的數據類型占空間的值最大的那個。
(2)為什么要字節對齊
內存空間是按照字節來劃分的，從理論上說對內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的CPU為了提高訪問內存的速度，就規定了對于某些類 型的數據只能從特定的起始位置開始訪問。這樣就決定了各種數據類型只能按照相應的規則在內存空間中存放，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存地址都從偶數地址開始，對于一個int型(假設32位系統)，如果從偶數地址開始的地方存放，這樣一個讀周期就可以讀出這 個int數據，但是如果從奇數地址開始的地址存放，就需要兩個讀周期，并對兩次讀出的結果的高低字節進行拼湊才能得到這個int數據，這樣明顯降低了讀取 的效率。
(3)如何進行字節對齊

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

這個規則有點苦澀，可以把這個規則分解一下，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. 數據類型的自身對齊值為：對于char型數據，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。
2.結構體自身對齊值：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。

未指定則取默認值。

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

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型數據，其自身對齊值為1，對于long類型，其自身對齊值為4, 結構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，直到0x00003結束，即補3個字節的空字節，從0x00004開始存放b,其地址范圍為0x00004~0x0007.
(3)此時成員都存放結束，結構體長度為8，為結構體自身對齊值的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，直到0x00003結束，即補3個字節的空字節，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)此時成員都存放結束，結構體長度為16，為結構體自身對齊值的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，直到0x00003結束，即補3個字節的空字節，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，直到0x000015結束，即補4個字節的空字節，從0x00016開始存放c,其地址范圍為0x00016~0x0023.
(4)此時成員都存放結束，結構體長度為24，為結構體自身對齊值的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.此時成員都存放結束，結構體長度為28，28 不是結構體自身對齊值8的倍數，所以要在后面補四個空格，即在0x0028~0x0031上補四個空格。補完了，結構體長度為32, 為結構體自

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要少。如果我們在編程時考慮節約空間的話，應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)//好像強制單字節對齊

ARM(i=8,j=12)//按規則默認對齊

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可以調整對齊字節數

#pragma pack(1) //指定Align為 1字節；

。。。。。。。。。。。。//需要對齊的結構體

#pragma pack() //恢復到原先值