Расположение памяти структуры в C

Это зависит от реализации, но на практике правило (при отсутствии #pragma pack или подобного) следующее:

• Члены структуры хранятся в том порядке, в котором они объявлены. (Это требуется стандартом C99, как упоминалось здесь ранее.)
• Если необходимо, перед каждым элементом структуры добавляется заполнение для обеспечения правильного выравнивания.
• Каждый примитивный тип T требует выравнивания sizeof (T) байтов.

Итак, учитывая следующую структуру:

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

• ch1 находится по смещению 0
• , байт заполнения вставляется для выравнивания ...
• s со смещением 2
• ch2 находится по смещению 4, сразу после того, как s
• 3 байта заполнения вставляются для выравнивания ...
• ll со смещением 8
• i находится со смещением 16, сразу после ll
• В конце добавляются 4 байта заполнения, так что общая структура кратна 8 байтам. Я проверил это в 64-битной системе: 32-битные системы могут позволить структурам иметь 4-байтовое выравнивание.

Итак sizeof (ST) равен 24.

Его можно уменьшить до 16 байт, переставив элементы, чтобы избежать заполнения:

struct ST
{
   long long ll; // @ 0
   int i;        // @ 8
   short s;      // @ 12
   char ch1;     // @ 14
   char ch2;     // @ 15
} ST;

Вы можете начать с чтения статьи в Википедии о выравнивании структуры данных , чтобы лучше понять выравнивание данных.

Из статьи в Википедии :

Выравнивание данных означает размещение данных со смещением памяти, равным некоторому кратному размеру слова, что увеличивает производительность системы из-за того, как процессор обрабатывает память. Чтобы выровнять данные, может потребоваться вставить несколько бессмысленных байтов между концом последней структуры данных и началом следующей, что является заполнением структуры данных.

Из 6.54.8 Прагмы упаковки структуры документации GCC:

Для совместимости с компиляторами Microsoft Windows GCC поддерживает набор директив #pragma, которые изменяют максимум выравнивание элементов структур (кроме битовых полей нулевой ширины), объединений и классов , определенных впоследствии. Приведенное ниже значение n всегда должно быть малой степенью двойки и определяет новое выравнивание в байтах.

1. #pragma pack (n) просто устанавливает новое выравнивание.
2. #pragma pack () устанавливает выравнивание на то, которое было в эффекте при запуске компиляции (см. также параметр командной строки -fpack-struct [ =] см. Параметры генерации кода).
3. #pragma pack (push [, n]) помещает текущую настройку выравнивания во внутренний стек , а затем (необязательно) устанавливает новое выравнивание.
4. #pragma pack (pop) восстанавливает настройку выравнивания до значения, сохраненного в верхней части внутреннего стека (а удаляет эту запись в стеке). Обратите внимание, что #pragma pack ([n]) не влияет на этот внутренний стек; таким образом, возможно иметь #pragma pack (push) , за которым следует несколько экземпляров #pragma pack (n) и завершено одним #pragma pack (pop) .

Некоторые цели, например i386 и powerpc, поддерживают ms_struct #pragma , которая представляет структуру в соответствии с документированным __ attribute__ ((ms_struct)) .

1. #pragma ms_struct on включает макет для объявленных структур.
2. #pragma ms_struct off отключает макет для объявленных структур.
3. #pragma ms_struct reset возвращает макет по умолчанию.