linux 改变GCC编译器的字节对齐方式

linux C  字节对其简介

在C语言中，结构是一种复合数据类型，其构成元素既能够是基本数据类型（如int、long、float等）的变量，也能够是一些复合数据类型（如数组、结构、联合等）的数据单元。

在结构中，编译器为结构的每一个成员按其天然对界（alignment）条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

    例如，下面的结构各成员空间分配状况：
        struct test
        {
             char x1;
             short x2;
             float x3;
             char x4;
        };
    结构的第一个成员x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。
    第二个成员x2为short类型，其起始地址必须2字节对界，所以，编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。
    第三个成员x3和第四个成员x4刚好落在其天然对界地址上，在它们前面不须要额外的填充字节。
    在test结构中，成员x3要求4字节对界，是该结构全部成员中要求的最大对界单元，于是test结构的天然对界条件为4字节，编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。

更改C编译器的缺省字节对齐方式

在缺省状况下，C编译器为每个变量或是数据单元按其天然对界条件分配空间。通常地，能够经过下面的方法来改变缺省的对界条件：

方式一：
    · 使用伪指令#pragma pack (n)，C编译器将按照n个字节对齐。
    · 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。

方式二：
    · __attribute((aligned (n)))，让所做用的结构成员对齐在n字节天然边界上。若是结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐。
    · __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程当中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐。

以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。

在网络协议编程中，常常会处理不一样协议的数据报文。一种方法是经过指针偏移的方法来获得各类信息，但这样作不只编程复杂，并且一旦协议有变化，程序修改起来也比较麻烦。在了解了编译器对结构空间的分配原则以后，咱们彻底能够利用这一特性定义本身的协议结构，经过访问结构的成员来获取各类信息。这样作，不只简化了编程，并且即便协议发生变化，咱们也只需修改协议结构的定义便可，其它程序无需修改，省时省力。下面以TCP协议首部为例，说明如何定义协议结构。其协议结构定义以下：

#pragma pack(1) // 按照1字节方式进行对齐

对齐原则:

一、基本类型变量起始地址要按必定规则对齐.
    char 类型,其起始地址要1字节边界上,即其地址能被1整除(即任意地址便可)
    short类型,其起始地址要2字节边界上,即其地址能被2整除
    int  类型,其起始地址要4字节边界上,即其地址能被4整除
    long类型,其起始地址要4字节边界上,即其地址能被4整除
    float类型,其起始地址要4字节边界上,即其地址能被4整除
    double类型,其起始地址要8字节边界上,即其地址能被8整除  

    注意：指针类型，其起始地址要在8字节边界上

二、结构实例起始址要在本身最大尺寸成员的对齐地址上
   如最大尺寸的成员是short,则要基于2对齐

三、结构内成员的偏移量也要参照第1条,知足相应倍数
    如成员是short,则偏移量也是2的倍数.
    这一条实际仍然是第1条规则的扩展,由于结构起始地址按最大倍数来,加上内部相应倍数,这样成员绝对地址仍然知足第1条规定

四、结构总尺寸也要对齐. 要为最大尺寸的成员的整数倍,
若是不是则要在结构最后补齐成整数倍

字节对齐实例

#include <stdio.h>

// 使用系统默认的字节对齐方式，32位机器通常为4字节对齐；
struct person0{
    char *name;
    int age;
    char score;
    int id;
};

// 取消在编译过程当中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐
struct person1{
    char *name;
    int age;
    char score;
    int id;
}__attribute__((packed));

// 构体成员对齐在4字节边界上
struct person2{
    char *name;
    int age;
    char score;
    int id;
} __attribute__((aligned (4)));

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("size of (struct person0) = %lu.\n", sizeof(struct person0));
    printf("size of (struct person1) = %lu.\n", sizeof(struct person1));
    printf("size of (struct person2) = %lu.\n", sizeof(struct person2));

    return 0;
}

运行结果：

因64位系统，因此指针占8字节的数据内存，int 也是8字节；

 

getconf命令能够获取系统的基本配置信息，好比操做系统位数,内存大小

查看操做系统是多少位