对齐数据作为内存地址的目的是什么

Question

我了解物理内存是由对齐的4（32位）或8（64位）字节块访问的。

但是为什么我们需要对齐的数据作为内存地址，让我们说（在32位计算机中）：
我有一个从地址0开始的char c（char占用一个字节，然后我有一个从地址1开始的整数i，因此当我要访问i时，计算机会得到i的地址为1，然后读取4直接来自地址1的字节。

因此，如果以这种方式工作，为什么我们需要在char c之后填充3个字节？

Answer 1

如您所说，“可以通过4或8个字节的对齐块访问内存”，具体取决于计算机的体系结构。 这意味着处理器仅在可被4或8整除的地址块上访问内存（我猜这与成本和设计复杂度有很大关系）。

让我们来说明你的例子：

struct foo {
    char c;
    int i;
};

假设foo在地址0x100的内存中对齐。 如果访问foo.c，则仅访问一个字节，但在后台，CPU从内存中读取了整个4字节的字，并且丢弃了该字中的下3个字节。

现在，如果您在内存位置0x101读取foo.i（长度为4个字节），则CPU将需要两个内存事务。 一个在地址0x100处，它获取前三个字节，然后另一个在地址0x104处，获取最后一个剩余字节。

最后，内存中对齐的数据可以节省不必要的内存事务。