「內存是8字節對齊」是什麼意思？

Question

在通過一個項目時，我看到內存數據是「8字節對齊」。任何人都可以請解釋這是什麼意思？

Answer 1

一個目的即是「對齊8個字節」被存儲在該是8

許多處理器將只加載從對齊位置某些數據類型的倍數的存儲器地址;在其他CPU上，這種訪問速度更快。使用內存對齊還有其他幾個可能的原因 - 沒有看到代碼很難說明原因。

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對齊訪問更快，因爲外部總線向存儲器不是一個單一的字節寬的 - 它通常是4或8個字節寬（或更寬）。這意味着CPU一次不會獲取單個字節 - 它會從請求的地址開始讀取4或8個字節。因此，內存地址的2或3個最低有效位實際上並不由CPU發送 - 外部存儲器只能在總線寬度倍數的地址讀寫。如果你在地址「9」處請求了一個字節，CPU實際上會向內存請求從地址8開始的字節塊，並將第二個字節加載到你的寄存器中（丟棄其他字節）。

這意味着一個對齊的訪問可能需要從內存中讀取：如果您要求開始在地址9 8個字節，CPU必須取8個字節地址8開始，也是8個字節開始在地址16，然後掩蓋你想要的字節。另一方面，如果您要求從地址8開始的8個字節，則只需要一次獲取。一些CPU甚至不會執行這種錯位的負載 - 他們只會引發異常（甚至默默地加載錯誤的數據！）。

Answer 2

「X字節對齊」表示數據的基址必須是X的倍數。它可以用於在某些特殊硬件中使用某些特殊硬件，如DMA，以便更快速地訪問CPU等。 ...

這是細胞處理器的情況下，其中數據必須是16字節對齊，以便複製到/從協處理器。

Answer 3

內存對齊對於不同方式的性能很重要。它有一個硬件相關的原因。自80年代以來，CPU和內存之間的訪問時間有所不同。處理器的速度快於內存的速度。隨着時間的推移，這種差異越來越大（例如：在Apple II上，CPU頻率爲1.023 MHz，內存頻率爲兩倍，CPU爲1個週期，視頻爲1個週期。在CPU上約3GHz，內存僅有400MHz）。解決內存變慢問題的一個辦法是在更大的總線上訪問它，而不是每次訪問1個字節，CPU將從內存中讀取64位寬的字。這意味着，即使您從內存中讀取1個字節，總線也會提供一個完整的64位（8字節字）。存儲器將在地址0,8,16,24,32,40等處具有這8個字節單元，爲8的倍數。如果訪問例如地址4處的8字節字，則硬件將不得不讀取字在地址0處，屏蔽該字的高4字節，然後在地址8處讀取字，屏蔽該字的低部分，將其與前半部分結合並將其提供給寄存器。正如你可以看到一個非常複雜（因此很慢）的操作。這是人們喜歡對齊內存訪問的第一個原因。我會在2小時內給出另一個理由。

Answer 4

如果內存數據是8字節對齊，則表示：
sizeof(the_data) % 8 == 0。一般用C語言編寫，如果一個結構被建議爲8字節對齊，其大小必須乘以8，如果不是，手動或編譯器需要填充。一些編譯器提供指令來使結構與n字節對齊，對於VC，它是#prgama pack(8)，對於gcc，它是__attribute__((aligned(8)))。