大于一个地址整数类型的内存对齐答案

【问题标题】：Memory alignment of larger-than-one-address integral types大于一个地址整数类型的内存对齐
【发布时间】：2012-08-19 22:00:37
【问题描述】：

我正在做一些事情，我必须解释原始内存地址的值，并且我试图找出大于int 整数类型的存储方式。

为了这个论点，让我们假设一个 32 位架构，其中寄存器大小为 32 位，int 为 32 位，long 为 64 位。关于如何对齐两个寄存器值是否有一些经验法则或指南？

让我们把“它取决于架构/操作系统/语言”的论点排除在外。我知道这方面的任何东西都不是远程可移植或标准化的（实际上，标准中没有特意指定）。我只是好奇这里是否有一般模式。我不会向任何人开枪，任何答案都可能抹去我的硬盘，标准警告。我只是好奇。

我已经足够熟悉了，例如结构打包以及编译器将如何（通常）确保当类型占用的空间小于地址边界时正确对齐 - 但是当它们大于地址边界时会发生什么？

我可以看到几个合理的布局：

假设我们使用地址0x10 和0x11 来存储long 的值，我不知道，99。我将在这里编一些术语：lowint 是长的最不重要的一半，而highint 是最重要的一半。

如果布局是0x10 => lowint、0x11 => highint，那么如果类型是int 或long 并且不会溢出MAX_INT，则读取0x10 将产生一致的值，这是一个不错的功能 - 0x10 在任何一种情况下都是“99”。我们还占用了两个从我们的基地址向上增长的地址。另一方面，低位和高位似乎“颠倒”了。

如果布局是0x10 => highint，0x11 => lowint，那么高低部分是按顺序排列的，但是读取0x10如果它是一个int，将产生“99”，如果它是一个long，则产生“0” - 所以需要对以下地址0x11 进行一些调查，以假设我们正在处理一个长整数，而不是两个整数。我们还在向上成长。

如果布局是0x10 => lowint，0x0F => highint，那么我们已经向后增长（即占用了一个奇怪的先前地址来获得我们的第二个存储空间），但我们的 int 是有序的，0x10 的读取是跨数据类型一致。这对我来说似乎是最不可能的，因为它会完全搞砸缓存和数据线读取，但它仍然是另一种选择。

那么最有可能的是什么？我的直觉告诉我选项 2 - 具有两个整数存储空间的有序高低部分 - 对硬件来说是最方便的，但我不肯定这是真的。有没有人有任何布局的轶事证据？

【问题讨论】：

你不是说对齐吗？您帖子的后半部分讨论了组件的顺序，基本上描述了endianness。

标签： memory computer-architecture

【解决方案1】：

你在这里问的是endianess。事实证明，大端与小端与混合端是计算机体系结构中的一个主要问题。你提到的第一个（即0x10作为lowint）被称为小端，第二个是大端。

我们不需要混淆加载方向指针很少指向下方，因此根据我的经验，您的最后一个示例永远不会发生。

寄存器确实很重要，因为处理器解释高字节和低字节（字节序）的方式决定了它在内存中的存储方式。在依赖于跨架构移动的特定数据结构的可移植软件中，当处理器的字节序与它正在操作的数据结构的字节序不同时，有必要反转字节顺序。

【讨论】：

好的，明白了——我想我可能被包装问题所困扰。根据维基百科，所有知识的字体：“这种寄存器中的内部位、字节或字序通常不被视为“字节序”，尽管事实上某些 CPU 指令可能会处理单个位（或其他部分） ) 使用各种内部寻址方案。”所以真正的字节顺序是答案，例如如何字节被打包成整数不是技术上字节序，虽然我经常看到作为解释字节序的示例案例：字符打包成一个整数：技术上是“字节排序”。
@Matt 正确的字节序更为通用。你的问题和我的回答处理了一个处理字节序的具体案例。我的最后一段特别提到了我对允许寄存器子寻址的几种架构的经验（例如，AX 在 x86 中具有 AL 和 AH），从技术上讲，这确实与字节顺序无关，尽管通常是并行的。

【解决方案2】：

关于两者如何注册是否有一些经验法则或指导方针价值观是否一致？

对齐（如字节序）是一个内存问题。与寄存器无关

【讨论】：

这就是我试图用“寄存器值”来指代的东西——即存储在一个寄存器指向的值。我不确定“存储在一个寄存器地址的内容”是否有更简洁的术语