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為什么會有內存對齊

時間:2020-11-21 18:19:44 筆試題目 我要投稿

為什么會有內存對齊

  字,雙字,和四字在自然邊界上不需要在內存中對齊。(對字,雙字,和四字來說,自然邊界分別是偶數地址,可以被4 整除的地址,和可以被8 整除的地址。)

  無論如何,為了提高程序的性能,數據結構(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。原因在于,為了訪問未對齊的內存,處理器需要作兩次內存訪問;然而,對齊的內存訪問僅需要一次訪問。

  一個字或雙字操作數跨越了4 字節邊界,或者一個四字操作數跨越了8 字節邊界,被認為是未對齊的,從而需要兩次總線周期來訪問內存。

  一個字起始地址是奇數但卻沒有跨越字邊界被認為是對齊的,能夠在一個總線周期中被訪問。某些操作雙四字的指令需要內存操作數在自然邊界上對齊。如果操作數沒有對齊,這些指令將會產生一個通用保護異常。

  雙四字的自然邊界是能夠被16 整除的地址。其他的操作雙四字的指令允許未對齊的訪問(不會產生通用保護異常),然而,需要額外的內存總線周期來訪問內存中未對齊的`數據。

  缺省情況下,編譯器默認將結構、棧中的成員數據進行內存對齊。因此,上面的程序輸出就變成了:c1 00000000, s 00000002, c2 00000004, i 00000008。

  編譯器將未對齊的成員向后移,將每一個都成員對齊到自然邊界上,從而也導致了整個結構的尺寸變大。盡管會犧牲一點空間(成員之間有部分內存空閑),但提高了性能。

  也正是這個原因,我們不可以斷言sizeof(TestStruct1)的結果為8。在這個例子中,sizeof(TestStruct1)的結果為12。

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