C 数据对齐：在哪里可以读取？可以改变吗？

这是一本关于内存中基本类型的数据对齐的书

例如，Microsoft Windows对任何K字节的基本对象都提出了更严格的对齐要求 K=2、4或8，必须具有K的倍数的地址。特别是，它要求 双倍的或长的是8的倍数。这一要求提高了服务器端的内存性能 浪费空间的费用。Linux约定，其中8字节值与4字节值对齐 在内存不足、内存接口不可用的时候，边界可能对i386有好处 只有4个字节宽。对于现代处理器，微软的调整是一个更好的设计决策。数据类型 long double，gcc为其生成分配12字节的IA32代码（即使实际数据类型为 仅需要10个字节）对Windows和Linux都有4个字节的对齐要求

问题是:

是什么强加了数据对齐、操作系统还是编译器

我能换一下还是修好了

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一般来说，编译器强制执行对齐。无论何时声明基元类型（例如，

double

），编译器都会自动将其与堆栈上的8个字节对齐

此外，内存分配通常也与最大的基元类型对齐，因此您可以安全地执行以下操作：

double *ptr = (double*)malloc(size);

不必担心对齐问题

因此，一般来说，如果你的编程习惯很好，你就不必担心对齐问题。使某个对象不对齐的一种方法是执行以下操作：

char *ch_ptr = (char*)malloc(size);

double *d_ptr = (double*)(ch_ptr + 1);

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有一些例外情况：当您开始使用SSE和矢量化时，事情会变得有点混乱，因为

malloc

不再保证16字节对齐

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要覆盖某个对象的对齐，MSVC有一个允许此操作的修改器。它用来增加某些东西的对齐度。虽然我不确定它是否可以减少基本类型的对齐。它明确表示不能使用此修改器减少对齐

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编辑：

我在GCC上找到了说明

malloc（）

对齐的文档：

GNU系统中malloc或realloc返回的块地址 始终是8的倍数（在64位系统上为16）

资料来源：

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是的，GCC现在至少可以对齐8个字节。

x86 CPU的对齐要求非常宽松。大多数数据可以在未对齐的位置存储和访问，这可能会降低性能。当您开始开发多处理器软件时，事情变得更加复杂，因为对齐对于原子性和观察到的事件顺序变得非常重要（从内存中写入，这可能不完全正确）

编译器通常可以被指示以不同于默认对齐方式的方式对齐变量。有编译器选项和特定于编译器的特殊关键字（例如

#pragma pack

和其他）

既不能由应用程序程序员（操作系统已经编译）也不能由操作系统开发人员（当然，除非他们同意破坏兼容性）更改完善的操作系统API

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因此，您可以更改某些内容，但不能更改所有内容。

我不知道microsoft从何处获得信息，但结果是 gcc（4.6.1目标：x86_64-linux-gnu，标准模式，除-Wall外无任何标志）有很大不同：

#include <stdio.h>

struct lll {
    long l; 
    long long ll;
    };      

struct lld {
    long l; 
    long double ld;
    };      

struct lll lll1, lll2[2];
struct lld lld1, lld2[2];

int main(void)
{   
printf("lll1=%u, lll2=%u\n"
    , (unsigned) sizeof lll1
    , (unsigned) sizeof lll2
    );      

printf("lld=%u, lld2=%u\n"
    , (unsigned) sizeof lld1
    , (unsigned) sizeof lld2
    );      

return 0;
}

这可能是FUD（来自实际设法将未对齐的INT放入MBR的公司…）。但这也可能是由于作者没有得到很好的信息

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回答这个问题：是硬件施加了对齐限制。编译器只需要实现它们。

谢谢。Linux性能如何？如果已知与4的倍数对齐不再是最佳的，那么我可以改变它吗？据我所知，Linux上最新版本的GCC也与原语类型的大小对齐。因此，我认为旧的4字节对齐方式基本上已经过时了。Windows API使用或产生了大量的结构，如果使用不正确的打包/对齐版本调用这些API，那就太糟糕了。很有趣，因为这本书是2010年出版的。这些东西是否记录在GCC文档中，或者通常不需要对它们进行smth。我不知道是否有记录。但无论如何，GCC（静默地）进行对齐是非常有意义的。在我尝试过的机器上，对

double

的未对齐访问的性能损失是巨大的。（请注意，我实际上没有查看任何GCC生成的程序集来确认8字节对齐，但我从未注意到Windows与Linux之间的性能下降，因此我假设没有）。请指定可以使用

#pragma pack

的编译器。Borland，Microsoft，Open Watcom和GNU C/C++编译器支持#pragma pack。您还可以使用gcc选项-mstrict align-mno strict align来控制其行为。如果说更多的是处理器建议（或在某些情况下/体系结构强制）良好的数据对齐，编译器只是努力尊重它（我要说的是，操作系统的参与只是因为它是程序所用数据结构的消费者/生产者）。结论：烧掉这本书。这是胡说八道。引用的文本是胡说八道。两种平台在x86（32位）上都使用不超过4字节的对齐方式x86_64上的

double

和

long

的8字节对齐。如果您使用的是一些需要特定对齐/打包的固定API（例如，一些使用或生成结构的Windows API函数），您不能使用任意对齐/打包。因此，问题不仅在于硬件。这是windows的问题。unix/linux的方式是：用户代码和系统代码（以及API）共享相同的对齐要求。（好像它们是由同一个compi编译的。）

./a.out
lll1=16, lll2=32
lld=32, lld2=64