アラインメントとは？
アラインメントとは？
アラインメント（メモリアラインメント）とは、変数がメモリ上で配置される際の「位置調整」のことを指します。具体的には、特定の変数がメモリの特定のアドレスに配置される必要があります。この特定のアドレスは、通常はその変数のサイズの倍数であり、2のべき乗（1、2、4、8、16、…）バイト境界でアラインされます。
int型とアラインメント
サイズが4バイトのint型は、メモリ上で4バイト境界（例: 0x00, 0x04, 0x08, 0x0C,...）に配置される必要があります。
char型とアラインメント
char型はサイズが1バイトなので、任意の1バイト境界に配置することができます。したがって、char型にはアラインメントは不要です。
パディングビットとアラインメント
アラインメントが必要なデータ型に対しては、コンパイラが自動的に「パディングビット」を追加することがあります。これは、変数が適切にアラインされるように「余分な」ビットを追加する操作です。
パディングビットは、データ型や構造体が特定のアラインメント要件に適合するようにコンパイラによって自動的に追加されます。例えば、4バイトにアラインされる必要があるint型が28ビットのメモリ領域しか取らない場合、残りの4ビットがパディングビットとして埋められます。
なぜアラインメントが必要なのか？
効率
CPUは、アラインされたメモリからデータを読み取る方が効率的です。アラインメントが不適切な場合、CPUが必要なデータを取得するのに複数の操作が必要になる場合があります。
互換性
アーキテクチャによっては、アラインされていないメモリアクセスをサポートしていない場合があります。そのような場合、アラインされていない変数へのアクセスはエラーを引き起こす可能性があります。
記事を読む上での注意点
この記事は、書籍やネット上の記事、ChatGPTなどから作成した私の学習ノートです。
私はまだ経験の浅い学生であり、記述に誤りがあるかもしれません。
もし誤りを見つけた場合は、コメント欄でご指摘いただけると幸いです。
よろしくお願いします🙇♂️
参照
Discussion