如何在特定的内存地址中读取和写入 1 个字节？

Question

我试图从结构的特定内存地址读取单个字节，然后将相同的字节写入相同的地址。我的目标是将与该内存地址关联的 64 字节内存加载到缓存行中。

我有一个大小为12584 的结构变量testStructure。我尝试使用以下代码将 1 个字节读回内存地址，

unsigned char *p;
int forEachCacheLine = sizeof(testStructure);
printf("size of forEachCacheLine is %d\n", forEachCacheLine);

for (int i = 0; i<forEachCacheLine ; i+=64) {

    printf("i is %d\n",i);

    // read 1 byte 
    p=(unsigned char *)&testStructure+i;
    printf("Read from %p byte is %hhx\n", &testStructure+i, p);


    // write 1 byte
    *(unsigned char *)(&testStructure+i)=p;
    printf("Write into %p byte is %hhx\n\n", &testStructure+i, p);
}

运行代码后，我得到以下输出：

size of forEachCacheLine is 12584
i is 0  
Read from 0x7f5d42e71f80 byte is 80
Write into 0x7f5d42e71f80 byte is 80

i is 64  
Read from 0x7f5d42f36980 byte is c0
Segmentation fault (core dumped)

如输出所示，第一次迭代中的写入尝试成功。但是，第二次迭代会导致Segfault。关于我为什么会收到这个Segmentation fault 的任何信息？

我不太确定这是否是实现我的目标的正确方法。但到目前为止，这是我能想到的唯一方法。如果这是一种不正确的方法，有人可以建议另一种方法吗？

Answer 1

虽然您的 for 循环似乎每次迭代仅将 i 增加 64 个字节，但您的调试输出显示第二次读取比第一次读取多 805376 个字节 - 这超出了范围，可能导致段错误。 805376 是 12584 的 64 倍。这意味着每次迭代都将 p 增加 64 teststructure，而不是 64 chars。

尝试替换

p=(unsigned char *)&testStructure+i; 

与

p=((unsigned char *)&testStructure)+i;

当我们向其添加i 时，这确保&teststructure 是char* 而不是teststructure*。

在大多数现代系统上，像这样显式缓存内存几乎没有性能提升。如果您真的想要缓存中的内存 - 请尝试在 teststructure 的每 64 个字节上使用 __builtin_prefetch()。这是一个填充缓存行的 GNU 扩展。您还应该注意它的可选参数。