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Alignement en mémoire Pour les articles homonymes, voir Alignement. En informatique, les contraintes d'alignement en mémoire limitent à certains multiples d'adresse mémoire, où certaines données et instructions machine peuvent être enregistrées. En outre, les optimisations d'alignement mémoire permettent d'influencer la vitesse d'exécution d'un programme uniquement en choisissant bien les adresses. PrincipePour augmenter leurs performances, les processeurs sont souvent reliés à la mémoire vive par un bus de données plus large que la granularité de leur adressage : par exemple un processeur est capable d'adresser individuellement des octets (8 bits), relié à la mémoire par un bus de 4 octets (32 bits). Si une donnée de 4 octets ne se trouve pas à une adresse divisible par 4, alors, selon le modèle de processeur, il y a :
La règle généralement applicable pour qu'une donnée soit bien alignée, est qu'elle se trouve à une adresse divisible par sa taille. Ainsi, une donnée occupant un seul octet est toujours bien alignée, une donnée de deux octets est bien alignée si elle est à une adresse paire, une donnée de 4 octets est bien alignée si elle est à une adresse divisible par 4, etc. Toutefois, la contrainte d'alignement n'excède pas le matériel sous-jacent. Les contraintes d'alignement en mémoire dépendent de l'architecture du processeur. L'optimisation de l'alignement est plus subtil, car il peut dépendre de la mémoire cache du processeur, de la pagination de la mémoire virtuelle, et autres caractéristiques de l'accès à la mémoire. Certains compilateurs permettent d'influencer l'alignement des données. PratiqueInstructionsLes processeurs RISC n'ont généralement qu'une seule taille d'instruction machine, et ces instructions doivent être bien alignées. En revanche, les processeurs CISC ont des instructions de tailles variables. Il peut donc parfois être bénéfique pour les performances d'insérer une opération sans effet (souvent appelée DonnéesLorsque des données de tailles différentes sont enregistrées en mémoire les unes à la suite des autres, il peut être utile, voire nécessaire, de laisser des trous entre elles afin qu'elles soient toutes bien alignées. Cela s'observe notamment sur la pile d'exécution et dans les types de donnée composés. Type de donnée composé en CSoient deux types de donnée composés en langage C en considérant un matériel disposant d'un bus d'adressage de 64 bits (8 octets) : struct no_align
{
char c;
double d;
int i;
char c2[3];
};
struct align
{
double d;
int i;
char c2[3];
char c;
};
Les deux structures contiennent les mêmes membres. On pourrait donc en déduire qu'elles ont la même taille. Ainsi, en faisant l'hypothèse que :
la taille totale serait de 1 + 8 + 4 + 3 × 1 = 16 octets. Or si l'on affiche la taille avec l'instruction struct no_align_compile
{
char c;
char __pad1[7];
double d;
int i;
char c2[3];
char __pad2;
};
On remarque que Options de compilationAvec GCC, l'option Warning padding struct to align 'd' Warning padding struct size to alignment boundary Bibliographie
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