在64位機器分配32位 integer arrays

Question

我有一台 64 位 i7 機器。 假設我為 n 個 32 位整數分配了 memory。 分配中實際使用多少個物理寄存器：n 或 n/2？

我試着寫了下面這個簡單的程序來找出答案。

#include <iostream>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int main (int argc, char *argv[]) {
    int a[4];
    cout << &a[0] << "\t" << &a[3] << endl;
    cin.ignore (1);
    return 0;
} // End main ()

output 是：

0018FA04        0018FA10

他們似乎比他們應該的更遠。 為什么地址不是 04 和 07？ 這是否意味着系統實際上分配了四個（或更多）整數，而不是將四個 32 位整數打包到兩個 64 位寄存器中？

在此先感謝您的幫助。

Answer 1

每個 int 都是 32 位（4 字節）。 其中 3 個構成 12 個字節。 0x0018FA10 - 0x0018FA04 = 12。

Answer 2

這是布局：

a[0]; // 0018FA04 00 00 00 00
a[1]; // 0018FA08 00 00 00 00
a[2]; // 0018FA0C 00 00 00 00
a[3]; // 0018FA10 00 00 00 00

它與寄存器大小無關。

Answer 3

我有一台 64 位 i7 機器。 假設我為 n 個 32 位整數分配了 memory。 分配中實際使用多少個物理寄存器：n 或 n/2？

64 位 i7 機器是 x86_64 架構。

在這個架構上，一個 32 位整數數組將被分配為完全壓縮，這意味着該數組的大小將為 4n 字節。

如果通過物理寄存器你的意思是機器字，並且你認為一個機器字在 x86_64 上是 64 位的，那么它將使用 n/2 個機器字。

我不會使用物理寄存器這個詞，這可能會與 cpu 寄存器混淆，后者不是分配數組（除非非常小且優化器非常積極）的地方。

他們似乎比他們應該的更遠。 為什么地址不是 04 和 07？ 這是否意味着系統實際上分配了四個（或更多）整數，而不是將四個 32 位整數打包到兩個 64 位寄存器中？

因為該體系結構是字節尋址的而不是字尋址的。 正如預期的那樣，它們相隔 12個字節。

Answer 4

首先，使用sizeof(int)來了解系統上的int有多寬。 然后sizeof(int) * N應該給出你的數組占用的字符數。 除非存在我稱之為奇怪的系統（因為奇怪的 alignment 或我認為已經對齊的數據填充......編輯雖然 64 位系統可能更喜歡對齊 32 位數據填充它們額外的 32 位，這聽起來幾乎合乎邏輯）它在提供的具體示例中應該是sizeof(int) * 4 == sizeof(a) 。 當然，數組a可能沒有保存在任何 CPU 寄存器中，但它位於main function 的堆棧中。

編輯

例如，

#include <iostream>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int main (int argc, char *argv[]) {
    int a[4];
    cout << &a[0] << "\t" << &a[3] << endl;
    cout << sizeof(int) << " " << sizeof(a) << endl;
    cin.ignore (1);
    return 0;
} // End main ()

在 sparc 機器上，用 Sun CC -m64 編譯，給出

ffffffff7ffff748        ffffffff7ffff754
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