Zarovávání paměti datových struktur

• data bývají v paměti zarovnané, aby byl přístup k nim rychlý - jedna instrukce
• je potřeba s tím počítat, hlavně u struktur
• je to závislé na architektuře
• provádí se dva typy zarovníní:
  • a) mezi elementy struktury (data alignment)
  • b) na konci struktury (structure padding)

• mezi elementy - obecně se dá říct, že 2B číslo musí začínat na adrese dělitelné 2. Analogicky 4B musí začínat na offsetu dělitelným 4. Viz příklad:

struct MixedData  /* After compilation in 32-bit x86 machine */
{
    char Data1; /* 1 byte */
    char Padding1[1]; /* 1 byte for the following 'short' to be aligned on a 2 byte boundary 
assuming that the address where structure begins is an even number */
    short Data2; /* 2 bytes */
    int Data3;  /* 4 bytes - largest structure member */
    char Data4; /* 1 byte */
    char Padding2[3]; /* 3 bytes to make total size of the structure 12 bytes */
};

• na konci struktury - velikost struktury musí být dělitelná velikosti největšího elementu. Pokud není, doplňuje se. Například následující struktura bude mít po kompilaci velikost 8B místo 5B, protože 5 není dělitelná největším elementem.

struct FinalPad {
  float x;
  char n[1];
};

• pokud struktura není zarovnaná, generuje se mnohem více instrukcí a zpracování je výrazně pomalejší. V některých případech je ale potřeba optimalizaci vypnout. Typicky při parsování síťových protokolů pomocí struktury. Provádí se to pomocí předání atributu.

struct FinalPad __attribute__((packed)) {
  float x;
  char n[1];
};

• chování lze ověřit výpisem paměti přes GDB

Data structure alignment