Что такое поле "Выравнивание" в двоичных форматах? Зачем это нужно?

В формате ELF у нас есть поле Выравнивание в Segment Header Table aka Program Header Table.

В случае Windows PE файла они переходят на следующий уровень, у Секций есть два значения выравнивания: один в файле диска и другой в памяти. Заголовок PE файла указывает оба этих значения.

Я ничего не понял об этом выравнивании. Для чего нам это нужно? Как и где он используется? Опять же, я не знаю, что такое выравнивание в контексте формата двоичного файла, но зачем оно нам нужно?

Ответ 1

Ну, выравнивание обычно растягивает размер хранилища некоторого значения, чтобы занять некоторое "круглое" пространство, например 32, 64, 128 бит и т.д.

Если мы говорим о бинарных форматах, это может быть сделано для оптимизации обработки формата. Операции чтения/записи могут быть более быстрыми, когда вы читаете/записываете некоторые "круглые" части длины данных.

Я нашел для вас чтение, сформулированное в лучших словах, которые я могу придумать прямо сейчас:

Выравнивание структуры данных

Выравнивание структуры данных - это способ организации и доступа к данным в памяти компьютера. Он состоит из двух отдельных, но связанных с ними проблем: выравнивание данных и добавление структуры данных. Когда современный компьютер считывает или записывает на адрес памяти, он будет делать это в кусках с размером слова (например, 4 байтовых блока в 32-битной системе). Выравнивание данных означает перенос данных со смещением памяти, равным нескольким кратным размеру слова, что увеличивает производительность системы из-за того, как процессор обрабатывает память. Чтобы выровнять данные, может потребоваться вставить некоторые бессмысленные байты между концом последней структуры данных и началом следующего, который является дополнением к структуре данных.