爲什麼這個結構不正確對齊？

Question

我讀這樣的回答：C struct memory layout?並很想知道爲什麼：

struct ST 
{ 
    long long ll; 
    char ch2; 
    char ch1; 
    short s; 
    int i; 
}; 

仍然是24個字節而不是16，我期待2 *字符+短+ INT以適應8個字節大小。爲什麼這樣？

編輯：

很抱歉的混亂，我在64位系統上運行（Debian的）GCC（Debian的4.4.5-8）4.4.5。我已經知道它是由於填充。我的問題是爲什麼？答案之一提示：

char = 1 byte 
char = 1 byte 
short = 1 byte (why is this 1 and not 2?) 
* padding of 5 bytes 

我的問題是，爲什麼是這樣的填充這裏...爲什麼不只是把一個INT後直短，它仍然會適合8個字節內。

Answer 1

簡單的答案是：它不是24字節。或者你正在運行Linux的64位s390端口，我還沒有找到ABI文檔。 Debian可以運行的每個其他64位硬件都將這個結構的大小設置爲16個字節。

我已經挖出了ABI文檔一羣不同CPU的ABI的，他們都有或多或少的這種措辭（看來他們都已經相互複製）：

結構和聯合承擔對齊最嚴格對齊的組件。每個成員都分配到具有適當對齊的最低可用偏移量。任何對象的大小總是對象的對齊的倍數。

而且我發現所有架構ABI文檔（MIPS64，PPC64，AMD64，IA64，SPARC64，arm64）具有用於焦炭1對準，短2，INT 4和長長8.

即使操作系統允許自己製作ABI，幾乎每個類Unix系統，特別是Linux都遵循System V ABI及其補充的CPU文檔，這些文檔很好地說明了這種行爲。而Debian絕對不會改變這種行爲與所有其他Linux的不同。

這裏有一個快速驗證（全部在AMD64/x86_64的這就是你最有可能運行）：

$ cat > foo.c 
#include <stdio.h> 

int 
main(int argc, char **argv) 
{ 
    struct { 
     long long ll; 
     char ch2; 
     char ch1; 
     short s; 
     int i; 
    } foo; 

    printf("%d\n", (int)sizeof(foo)); 
    return 0; 
} 

的MacOS：

$ cc -o foo foo.c && ./foo && uname -ms 
16 
Darwin x86_64 

Ubuntu的：

$ cc -o foo foo.c && ./foo && uname -ms 
16 
Linux x86_64 

CentOS：

$ cc -o foo foo.c && ./foo && uname -ms 
16 
Linux x86_64 

OpenBSD系統：

$ cc -o foo foo.c && ./foo && uname -ms 
16 
OpenBSD amd64 

還有別的東西錯了你的編譯。或者那不是你正在測試的結構，或者你正在一個非常奇怪的硬件架構上運行，並將其指定爲「64位」，相當於說「我駕駛的是政府頒發的車輛，並且它具有非常奇怪的加速和引擎5分鐘後切斷「，並沒有提到你在談論航天飛機。

Answer 2

通常爲了最大限度地減少填充，通常的做法是從最大到最小的順序排列成員，你可以嘗試對它們進行重新排序，看看會出現什麼結果？

struct ST 
{ 
    long long ll; //8 bytes 
    int i;   //4bytes 
    short s;  //2 bytes 
    char ch2;  //1 byte 
    char ch1;  //1 byte 
}; 

一共是16個字節

Answer 3

這是所有關於填充。在visual studio（以及其他一些編譯器）中，您可以使用#pragma push/pack使其與您想要的一致。

#pragma pack(push, 1) 
struct ST 
{ 
    /*0x00*/ long long ll; 
    /*0x08*/ char ch2; 
    /*0x09*/ char ch1; 
    /*0x0a*/ short s; 
    /*0x0c*/ int i; 
    /*0x10*/ 
}; 
#pragma pack(pop) 

既然你說，這是即將到來的大小爲24，我要去猜測編譯器在4個字節對齊，你做這樣的事情：

struct ST 
{ 
    /*0x00*/ long long ll; 
    /*0x08*/ char ch2; 
    /*0x09*/ char padding1[0x3]; 
    /*0x0c*/ char ch1; 
    /*0x0d*/ char padding2[0x3]; 
    /*0x10*/ short s; 
    /*0x11*/ char padding3[0x2]; 
    /*0x14*/ int i; 
    /*0x18*/ 
}; 

（對不起，我在做這種事情的時候用十六進制表示，0x10是16進制，0x18是24進制。）