sizeof函数的使用及其在DSP中的应用

1 简介

sizeof是C/C++中的一个操作符（operator），简单的说其作用就是返回一个对象或者类型所占的内存字节数。

2 用法

C语言中，对 sizeof() 的处理都是在编译阶段进行，所以它可以被当作常量表达式使用。其作用就是返回一个对象或者类型所占的内存字节数。
这里的类型是指数据类型，比如int、long、数组、指针、结构体等。
这里的对象可以是变量、数据类型、函数调用。
内存字节数来源于储存器中的概念。存储器的容量是以字节为基本单位的。也就是说一个内存地址代表一个字节的存储空间。

sizeof计算对象的大小也是转换成对对象类型的计算，也就是说，同种类型的不同对象其sizeof值都是一致的。sizeof对一个表达式求值，编译器根据表达式的最终结果类型来确定大小，一般不会对表达式进行计算。
特别的，sizeof也可以对一个函数调用求值，其结果是函数返回类型的大小，函数并不会被调用；函数、不能确定类型的表达式以及位域（bit-field）成员不能被计算sizeof值。

具体用法如下：

sizeof(type_name);//sizeof(类型);
sizeof object;//sizeof对象;

举例说明：

int i;
sizeof(i);//ok
sizeof i;//ok
sizeof(int);//ok
sizeof int;//error

下面依次举例介绍部分数据类型和对象的具体应用。

2.1 基本数据类型的sizeof

这里的基本数据类型指short、int、long、float、double这样的简单内置数据类型，由于它们都是和系统相关的，所以在不同的系统下取值可能不同。
一般的，在32位编译环境中，sizeof(int)的取值为4。

2.2 指针变量的sizeof

指针变量，是指可以用来存放另一个对象的地址的变量。指针变量里面存放的是指针，即地址。在不同的系统中，地址的表示位数不同。如在32位系统中，地址是32位表示的。

当一个字节8位时，在32为系统中，说一个储存器的地址范围一般是说 0x 00 00 00 00 ~ 0x 00 00 4F 00；而在16位系统中，地址是该范围是说0x 00 00~ 0x 4F 00。

综上，在32位计算机中，一个指针变量的sizeof返回值通常是4，在64位系统中指针变量的sizeof的返回值通常为8。

指针变量的在C语言中的定义是为了为指向的对象预分配内存地址。指针变量的sizeof值与指针所指的对象没有任何关系，所以同一系统中所有的指针变量所占内存大小相等。

2.3 数组的sizeof

数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数。
注意：字符串数组，最后一个还有终止符。

2.4 结构体的sizeof

结构体在内存中是按照一定的原则进行存储的。

原则1：数据成员对齐规则：结构（struct或联合union）的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始（比如int在32位机为４字节，则要从4的整数倍地址开始存储）。

原则2：结构体作为成员：如果一个结构里有某些结构体成员，则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。（struct a里存有struct b，b里有char，int，double等元素，那b应该从8的整数倍开始存储。）

原则3：收尾工作：结构体的总大小，也就是sizeof的结果，必须是其内部最大成员的整数倍，不足的要补齐。

因此
1 结构体sizeof的结果不是简单的加所有成员的字节数相加；
2 结构体sizeof的结果和不同数据类型在结构体中的位置有关；比如：

struct A{
	int a;
    char b;
    short c;
   };

 struct B{
	char b;
	int a;
	short c;
    };

在32位操作系统中，sizeof(A)的结果是8；sizeof(A)的结果是12。
这是因为在内存中的存储如下：
a b c
A的内存布局：1111, 1*, 11
b a c
B的内存布局：1***, 1111, 11**
其中，*表示补充。

3 DSP中sizeof的用法

sizeof返回的是内存字节数。内存字节数来源于储存器中的概念。存储器的容量是以字节为基本单位的。也就是说一个内存地址代表一个字节的存储空间。

对于其他一般的处理器，一个内存地址是8位。但在DSP中，一个内存地址不一定是8位。以TI的C2000为例，一个内存地址是16位。

下图为28033的内存映射图：

图中，一个内存地址对应16位，以L0 SARAM为例，地址0x00 8000~0x00 8800，内存地址长度为0x800 = 2K，而一个内存地址16位，所以L0 SARAM的存储大小为2K x 16。

4 sizeof的用法问题

4.1 问题描述

在TI的C2000中，使用sizeof得到结构体的内存字节数，当结构体中只定义一个Uint16的变量时，sizeof的返回值为1；结构体中有一个int32 和int16时，返回值为4。

如下：

struct {
		Uint32	Ver0;
		Uint16	Ver1;
} infoVersion_P;	   

sizeof(infoVersion_P)的结果是4。

struct {
    Uint16	Ver1;
} infoVersion_P1;	   

sizeof(infoVersion_P1)的结果是1。

4.2 问题分析

DSP使用的是28033，该芯片一个地址对应16位。因此结构体只有Uint16一个成员的时候，sizeof的返回值是1。

结构体在存储的时候，内存对齐。因此，结构体中有一个int32 和int16时，占用的是4个地址。所以sizeof的返回值是4。

4.3 经验总结

要使用sizeof来返回结构体的内存字节数时，定义的结构体最好按照32位，便于后期和其他人维护。

5 其他相关问题

在查询资料时发现，C2000中除了一个地址对应16位是非常规的，还有关于char也是非常规的。char是16位的定义。

还是以28033为例，其使用的CPU如数据手册所示：

而该CPU中关于数据类型的定义如下：

使用编译器甄别，分别给一个char变量赋值16位和32为数值，赋值16为数值，编译器正常无问题；赋值32为，编译器报错。所以，char确实是16位的。