接著前面的文章，這篇文章就來說說menory alignment -- 內存對齊.

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一、為什么需要內存對齊？

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無論做什么事情，我都習慣性的問自己：為什么我要去做這件事情？ 是啊，這可能也是個大家都會去想的問題，

因為我們都不能稀里糊涂的或者。那為什么需要內存對齊呢？這要從cpu的內存訪問機制說起.

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為了了解清楚cpu的內存訪問機制，昨天整晚都在查找資料，但是還是找不到很好的介紹資料.后來只是找到了相關

的一些介紹的博客。 這些博客中大多都是以介紹內存對齊為主要目的，然后順帶著說一下cpu的內存訪問機制,所以

找不到權威的資料，后來聽說<<匯編語言編程藝術>>這本書里面有關于x86的系統介紹，就下載了一份PDF，但是

也還是沒有找到.

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所以呢下面的一些關于x86的內存訪問方面的只是很多都是來源于一些比較好的博客.在文章的最后我會注明參考的

博客鏈接，作為擴展閱讀.

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簡單介紹x86的內存訪問機制:

1.內存的寫入操作: cpu把需要寫入的地址放入地址總線, 把需要寫入的數據放入數據總線, 把控制總線置為寫入操作.

???????? 然后內存子系統根據地址總線選定內存單元, 檢查控制總線發現是寫入操作,則入去數據總線數據, 寫入相關內存

???????? 單元.

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2.內存的讀入操作: cpu把需要讀入的地址放入地址總線, 把控制總線置為讀入操作. 內存子系統根據地址總線選定內存

???????? 單元, 檢查控制總線發現是讀入操作, 則讀取內存單元中的數據, 寫入數據總線.

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?16bit數據總線: 每個內存周期，cpu只能讀取一個偶單元和一個奇單元，地址總線的地址是偶單元的地址，所以地址總線的地址永遠是2對齊的.

??????? 每個內存周期，可以讀取一個字，也就是16bit.

?? 1.讀取一個字，如果是以2對齊的，則只需要一個內存周期即可完成.如果數據不是以2對齊的，則需要2個內存周期.

?? 2.讀取雙字: 如果是以2對齊的，則只需要2個內存周期即可完成,如果數據不是以2對齊的，則需要3個內存周期完成.

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32bit數據總線: 每個內存周期,讀取的數據地址都是以4對齊的.一個內存周期可以讀取一個雙字，也就是32bit.

??? 1.如果讀取一個雙字，地址是以4對齊的話，則只需要一個內存周期即可完成.如果不是以4對齊,則需要2個內存周期完成.

??? 2.如果讀取一個字，地址是對4取模余3的話，那么需要2個內存周期完成對數據的讀取.地址如果對4去模不余3的話，則

?????? 只需要一個內存周期即可完成數據讀取.

??? 3. 對于字節, 任何字節地址讀取只需要一個內存周期.

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通過上面可以看得出,為什么16bit數據總線cpu是以2對齊的,而32bit數據總線cpu是以4對齊的. 最主要的原因是能夠在最小的

內存周期內完成對地址的訪問，提高cpu的效率.

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二、內存對齊的作用

?? 如果不采用內存對齊機制的話，有些地址的訪問需要在多個內存周期內完成，而且還需要多次內存周期讀取的高低字節

進行拼湊，然后得到32bit數據.? 如果使用內存對齊機制，不僅可以減少對地址訪問過程中需要的內存周期，而且還避免了

高低字節的數據拼湊，提高了cpu的工作效率.

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三、編譯器是如何處理內存對齊的？

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struct mem_alignment {char a;int b;char c; };

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?在32位x86機器上面它的大小是12. 另外一個問題，如果結構體中的成員變量順序不一樣會導致該結構在內存中的長度

?也不一樣，就像上面，如果改成下面這個樣子：

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struct mem_alignment {char a;char c;int b; };

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?那么它的大小就變成了8.

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?如果我們使用緊湊的對齊方式 __attribute__((packed)) or? __attribute__((aligned (1)))的話，

?那么struct mem_alignment的大小應該是6.?或者是使用偽指令#pragma pack (1).

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#pragma pack (1)struct mem_alignment {char a;char c;int b; };#pragma pack ()

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? 上面最后一句的作用是恢復編譯器默認的對齊方式.

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關于內存對齊方面的知識就總結到這里. 也算是對前面文章的交代了~

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參考資料:

????????? <<從80X86結構看內存對齊問題>>?http://my.unix-center.net/~Simon_fu/?p=262

????????? <<oschina 內存對齊的問題>>? http://www.oschina.net/question/234345_48055

????????? <<Thinking in linux C/C++字節對齊詳解>> http://www.linuxsong.org/2010/09/c-byte-alignment/

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轉載于:https://www.cnblogs.com/respawn/archive/2012/07/10/2585334.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的GNU C - 关于8086的内存访问机制以及内存对齐(memory alignment)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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