logo

English

이곳의 프로그래밍관련 정보와 소스는 마음대로 활용하셔도 좋습니다. 다만 쓰시기 전에 통보 정도는 해주시는 것이 예의 일것 같습니다. 질문이나 오류 수정은 siseong@gmail.com 으로 주세요. 감사합니다.

C/C++ struct 패딩(padding) 원리 이해

by lizard2019 posted Mar 04, 2019
?

Shortcut

PrevPrev Article

NextNext Article

Larger Font Smaller Font Up Down Go comment Print
?

Shortcut

PrevPrev Article

NextNext Article

Larger Font Smaller Font Up Down Go comment Print

구조체(클래스)의 바이트 패딩

 

멤버 변수를 메모리에서 CPU 레지스터로 한번에 읽을 수 있도록

CPU 레지스터의 읽기 블록에 맞춰 정렬하는 컴파일러의 최적화 작업

컴파일러가 패딩을 하지 않아 레지스터가 읽는 블록의 경계에 걸쳐 멤버 변수가 생긴다면

메모리를 읽을 때 두개의 블록을 읽어는 문제가 발생

CPU 레지스터는

32비트 운영체제일때 4바이트

64비트 운영체제일때 8바이트 단위로 메모리를 읽는다

 

구조체를 4바이트 단위로 끊어주는것을 "바이트 패딩" 이라고 한다.

 

아래 예제를 실행하면 쉽게 이해할 수 있다.

 

 
/**
 * Memory align & padding - for struct.
 * compile: gcc memory_align.c
 * execute: ./a.out
 */ 
#include <stdio.h>

// size is 8, 4 + 1, then round to multiple of 4 (int's size),
struct stu_a {
    int i;
    char c;
};

// size is 16, 8 + 1, then round to multiple of 8 (long's size),
struct stu_b {
    long l;
    char c;
};

// size is 24, l need padding by 4 before it, then round to multiple of 8 (long's size),
struct stu_c {
    int i;
    long l;
    char c;
};

// size is 16, 8 + 4 + 1, then round to multiple of 8 (long's size),
struct stu_d {
    long l;
    int i;
    char c;
};

// size is 16, 8 + 4 + 1, then round to multiple of 8 (double's size),
struct stu_e {
    double d;
    int i;
    char c;
};

// size is 24, d need align to 8, then round to multiple of 8 (double's size),
struct stu_f {
    int i;
    double d;
    char c;
};

// size is 4,
struct stu_g {
    int i;
};

// size is 8,
struct stu_h {
    long l;
};

// test - padding within a single struct,
int test_struct_padding() {
    printf("%s: %ld\n", "stu_a", sizeof(struct stu_a));
    printf("%s: %ld\n", "stu_b", sizeof(struct stu_b));
    printf("%s: %ld\n", "stu_c", sizeof(struct stu_c));
    printf("%s: %ld\n", "stu_d", sizeof(struct stu_d));
    printf("%s: %ld\n", "stu_e", sizeof(struct stu_e));
    printf("%s: %ld\n", "stu_f", sizeof(struct stu_f));

    printf("%s: %ld\n", "stu_g", sizeof(struct stu_g));
    printf("%s: %ld\n", "stu_h", sizeof(struct stu_h));

    return 0;
}

// test - address of struct,
int test_struct_address() {
    printf("%s: %ld\n", "stu_g", sizeof(struct stu_g));
    printf("%s: %ld\n", "stu_h", sizeof(struct stu_h));
    printf("%s: %ld\n", "stu_f", sizeof(struct stu_f));

    struct stu_g g;
    struct stu_h h;
    struct stu_f f1;
    struct stu_f f2;
    int x = 1;
    long y = 1;

    printf("address of %s: %p\n", "g", &g);
    printf("address of %s: %p\n", "h", &h);
    printf("address of %s: %p\n", "f1", &f1);
    printf("address of %s: %p\n", "f2", &f2);
    printf("address of %s: %p\n", "x", &x);
    printf("address of %s: %p\n", "y", &y);

    // g is only 4 bytes itself, but distance to next struct is 16 bytes(on 64 bit system) 
    // or 8 bytes(on 32 bit system),
    printf("space between %s and %s: %ld\n", "g", "h", (long)(&h) - (long)(&g));

    // h is only 8 bytes itself, but distance to next struct is 16 bytes(on 64 bit system) 
    // or 8 bytes(on 32 bit system),
    printf("space between %s and %s: %ld\n", "h", "f1", (long)(&f1) - (long)(&h));

    // f1 is only 24 bytes itself, but distance to next struct is 32 bytes(on 64 bit system) 
    //  or 24 bytes(on 32 bit system),
    printf("space between %s and %s: %ld\n", "f1", "f2", (long)(&f2) - (long)(&f1));

    // x is not a struct, and it reuse those empty space between struts, which exists due to padding, 
    // e.g between g & h,
    printf("space between %s and %s: %ld\n", "x", "f2", (long)(&x) - (long)(&f2));
    printf("space between %s and %s: %ld\n", "g", "x", (long)(&x) - (long)(&g));

    // y is not a struct, and it reuse those empty space between struts, which exists due to padding, 
    // e.g between h & f1,
    printf("space between %s and %s: %ld\n", "x", "y", (long)(&y) - (long)(&x));
    printf("space between %s and %s: %ld\n", "h", "y", (long)(&y) - (long)(&h));

    return 0;
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    test_struct_padding();
    // test_struct_address();

    return 0;
}

 

TAG •

List of Articles
No. Subject Author Date Views
45 gcc thread and mutex 사용법 lizard2019 2019.02.27 1208
44 Phabricator 설치 가이드 우분투 12.04 기준 digipine 2017.11.02 1232
43 Iconv 사용법 소스 digipine 2017.11.01 1265
42 Wi-Fi display (miracast) FFMpeg MpegTs Supported digipine 2017.11.02 1309
41 Git Commit 취소 관련 명령어 정리 1 digipine 2017.11.02 1332
40 윈도우즈 도스 커멘드(Command) 네트워크 관련 명령어 lizard2019 2019.02.07 1351
39 IPv6 프로그래밍 가이드 digipine 2017.11.02 1352
38 Docker에서 Phabricator 최신버전 설치 및 버전 확인 방법 file lizard2019 2021.04.15 1407
37 Ubuntu 16 에 JAVA 1.7.0 jdk 설치 하기 digipine 2017.11.07 1418
36 How to Build FFMpeg for LAVFilters file lizard2019 2019.06.05 1457
35 MacOS 10.12.2 (OSX) KERNEL DEBUGGING file digipine 2017.11.02 1480
34 Ubuntu 16 에 mysql 5.7 설치 및 원격 설정 file digipine 2017.11.08 1484
33 [Qt] QSettings 클래스의 설명과 사용법, 설정 저장위치 digipine 2017.11.02 1486
32 MacOS 10.12.2 (OSX) 보안 취약점 공격 코드 2 file digipine 2017.11.02 1559
31 리눅스 /dev/random을 이용한 랜덤값 생성 엉뚱도마뱀 2017.11.22 1571
30 우분투 Nabi 한글 입력기 Tray(트레이) 상단 메뉴바로 옮기기 digipine 2017.11.03 1630
29 대칭키 암호화관련 개념 정리 digipine 2017.11.09 1645
28 XOR Encryption : 단순하면서도 강력한 암호/복호화 기법 digipine 2017.11.02 1743
27 Git Http Backend Upload Size 설정 - Http 500 Error 해결 digipine 2017.11.02 2077
» C/C++ struct 패딩(padding) 원리 이해 lizard2019 2019.03.04 2156
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 Next
/ 6