～我也来发个字节对齐的问题～

鼠 2010-01-31 12:10:14
看过晨星老大在这里发的讨论，感觉还是不十分清楚，在这里发个贴继续～～

处理器只能从对齐的地址处存取数据，这应该是众所周知的。
可是，
究竟是什么原因导致处理器无法访问非对齐的地址？
也就是说，如果一个非对齐的地址被强行加到地址线上，会引发什么后果？
或者是根本不可能把非对齐地址加到地址总线上（例如总线上其实是移位后的地址，一定会对齐）？
还是因为内存条在设计的时候就是以几个字节为一个储存单位，内存控制器只能按这个粒度寻址？
还是有什么更深层的原因？

究竟是处理器对内存访问过程中的哪一步产生了寻址的限制条件？

一口气打了好多个问号……

另外，刚刚随便看了看 Intel 的优化指南，似乎说到即使从 cache 里取数据，也是需要对齐的，不过我也没仔细看～
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DontKissBossAss 2010-02-02
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汗的，只能设置/default/1/2/4/8/16/byte（s）
DontKissBossAss 2010-02-02
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VS下设置非对齐试试
cnzdgs 2010-02-02
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[Quote=引用 11 楼 hpsmouse 的回复:]
就是说，地址线上已经是移位以后的地址了？

比如 8086 上，访问字节地址 111010（二进制），实际上加到地址线上面的是 11101？
[/Quote]
不是移位，而是在按“字”存取时不使用地址的最低位。
另外补充一下，前面所提的是以“字”为单位访问内存，8086也支持以字节为单位存取，此时会使用地址的最低位。
evanxgsh 2010-02-02
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[Quote=引用 6 楼 cnzdgs 的回复:]
CPU是由地址线输出地址，经地址解码后选定内存单元，再通过数据线来传输数据的。这里的“内存单元”不是指一个字节，而是一个“字”，“字”的位数就是数据线的条数，CPU是按“字”来访问内存的。这里的“地址”也是按“字”编址的，不是按字节，以8086为例，其数据线是16条，每个“字”对应两字节，第1个“字”对应的字节地址是00000和00001，第2个“字”对应的字节地址是00002和00003，而0002和00003，而00001和00002位于两个不同的“字”中，不能一次完成存取。如果程序要从00001处读取一个WORD，CPU只能是分两次把这两个字节所属的“字”分别读出，然后在CPU内部取出这两个字节，组成这个WORD；如果是向00001处写入一个WORD，则需要分别读写两个 “字”，（因为不能覆盖00000和00003），需要四次操作才能完成。所以在没有对其的情况下，存取的效率会降低。所谓“对齐”的概念，就是要避免发生这种跨“字”存取的情况，从而确保程序高效运行。
[/Quote]
正解 ， 只要抓住字的概念就对了。
鼠 2010-02-02
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[Quote=引用 12 楼 gelu1040 的回复:]
找块32位CPU的DATASHEET 看看,这个不是语言问题这个是硬件问题
[/Quote]
好吧……
我用力把 386 和 486 DATASHEET 的引脚部分看了一遍，果然，386 没有 A0 地址线，486 没有 A0、A1 地址线……

问题解决，谢谢～～

这贴先留几天，欢迎继续讨论～
tiao618 2010-02-02
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举个简单的例子，对于32位的系统（数据总线的宽度是32位），假如整形int是32位，字符char是16位（假设非实际情况），有一块内存区域存放着两种类型，若不是采用对齐的方式，那么对于char一次可以读出，而对int可能需要一次或者两次读出，则在最坏的情况下，大多数int需要2次读出，这大大的影响了处理器的效率（平均情况下也会大大降低效率），而在现在单位存储空间的价格不断的降低，采用这种以空间换取效率的方法变的很值得，于是就采用了这种内存对齐的方式

xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx（32位 一个内存单元）
如上的一个内存单元，可以一次读出，若对齐存放，则int可以一次读出，若不对则一个int可能占用这个内存单元的后16位和下一个内存单元的前16位，就得分两次读出

而对于非对齐方式还会增加硬件的复杂程度
xiaopoy 2010-02-02
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需要对齐字节是因为windows内核会他娘得给出他娘的80000002错误，而且他娘的贼难定位错误地址，特别是错误源在堆栈中时。

至于需要对齐到的程度，当然也是由封装了硬件的系统确定的。
cnzdgs 2010-02-01
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CPU是由地址线输出地址，经地址解码后选定内存单元，再通过数据线来传输数据的。这里的“内存单元”不是指一个字节，而是一个“字”，“字”的位数就是数据线的条数，CPU是按“字”来访问内存的。这里的“地址”也是按“字”编址的，不是按字节，以8086为例，其数据线是16条，每个“字”对应两字节，第1个“字”对应的字节地址是00000和00001，第2个“字”对应的字节地址是00002和00003，而00001和00002位于两个不同的“字”中，不能一次完成存取。如果程序要从00001处读取一个WORD，CPU只能是分两次把这两个字节所属的“字”分别读出，然后在CPU内部取出这两个字节，组成这个WORD；如果是向00001处写入一个WORD，则需要分别读写两个“字”，（因为不能覆盖00000和00003），需要四次操作才能完成。所以在没有对其的情况下，存取的效率会降低。所谓“对齐”的概念，就是要避免发生这种跨“字”存取的情况，从而确保程序高效运行。
gelu1040 2010-02-01
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找块32位CPU的DATASHEET 看看,这个不是语言问题这个是硬件问题
鼠 2010-02-01
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[Quote=引用 6 楼 cnzdgs 的回复:]
CPU是由地址线输出地址，经地址解码后选定内存单元，再通过数据线来传输数据的。这里的“内存单元”不是指一个字节，而是一个“字”，“字”的位数就是数据线的条数，CPU是按“字”来访问内存的。这里的“地址”也是按“字”编址的，不是按字节，以8086为例，其数据线是16条，每个“字”对应两字节，第1个“字”对应的字节地址是00000和00001，第2个“字”对应的字节地址是00002和00003，而00?-
[/Quote]
就是说，地址线上已经是移位以后的地址了？

比如 8086 上，访问字节地址 111010（二进制），实际上加到地址线上面的是 11101？
某某9 2010-02-01
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hemiya 2010-02-01
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pengzhixi 2010-02-01
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jf
zhangrenhui 2010-02-01
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up
kingstarer 2010-01-31
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一个非对齐的地址被强行加到地址线上，会引发什么后果？


在unix下会获得一个信号然后程序挂掉,windows上还没试过
鼠 2010-01-31
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[Quote=引用 2 楼 thefirstz 的回复:]
究竟是什么原因导致处理器无法访问非对齐的地址？
——效率问题吧，如果说32位的int，如果不是对齐的地址，需要访问两次才能读到
[/Quote]
呵呵，问的就是这个。
就是不太清楚内存访问的粒度是在哪里造成的。
昵称很不好取 2010-01-31
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究竟是什么原因导致处理器无法访问非对齐的地址？
——效率问题吧，如果说32位的int，如果不是对齐的地址，需要访问两次才能读到
鼠 2010-01-31
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本来想发到汇编区的，想着 C 版人气比较旺，还是先发这边～
WPooh 2010-01-31
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......学习......
结构体字节对齐问题
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