当为一个int64变量时，为什么struct size是8的倍数在32位系统中

Question

在C编程语言中，我使用32位系统， 我有一个结构体，而且这个结构体大小是四的倍数。 但我看链接器映射文件大小是8 多个实例

typedef struct _str 
{ 
U64 var1, 
U32 var2 
} STR; 

这个结构的大小为16 但

typedef struct _str 
{ 
U32 var1, 
U32 var2, 
U32 var3 
} STR2; 

STR2的尺寸为12 我的工作32位ARM微控制器。 我不知道为什么

Answer 1

结构的大小定义为具有最大对齐要求的成员的对齐的倍数。在您的平台上，即使在32位模式下，U64的对齐要求看起来也是8个字节。

下面的代码：在Linux x86_64的32位和64位模式下进行编译时

#include <stdio.h> 
#include <stdint.h> 
int main() { printf("alignof(uint64_t) is %zu\n", __alignof(uint64_t)); } 

产生相同的输出：

alignof(uint64_t) is 8 

Answer 2

第一个结构是为了填补得到它U64边界上对齐：在结构STR [1]，每个U64的阵列中使用时，它相当于

struct STR 
{ 
    U64 var1; 
    U32 var2; 
    U8 pad[4]; /* sizeof(U64) - sizeof(U32) */ 
}; 

所以与ABI要求完全一致。

看看Procedure Call Standard for ARM Architecture,4.1基础数据类型。

Answer 3

填充。

假设你有

typedef struct _str 
{ 
U64 var1, 
U32 var2 
} STR; 

STR s[2]; 

你的架构可以要求s[0].var1和s[1].var1趴在自然对齐U64，在8字节边界。由于C没有在数组元素之间放置填充，因此填充会进入结构中。

在另一方面，

typedef struct _str 
{ 
U32 var1, 
U32 var2, 
U32 var3 
} STR2; 

STR2 s2[2]; 

只有4字节对齐这里需要。

Answer 4

一点背景，以帮助你关于这些问题的原因。由于原始内存操作通常以8的倍数指定，因此编译器工程师决定用于内存数据结构的填充方案。

如果内存检索操作（内存 - >总线 - > CPU）将是16位（在假设的计算机上）块，并且将3 * 8位类型放入结构中，编译器设计者可能会将它填充到一个32位结构，因为2,16位内存，检索操作将发生将您的结构拉入CPU操作的CPU缓存。

当然，您可以告诉编译器在异常情况下不要执行此操作，例如设计磁盘或网络协议，您可能希望空间有限。

在现实世界中这些问题都更复杂，但决定从最好的选择是什么通用的有效利用硬件的干：d