一篇文章带你了解C语言内存对齐解决的问题

编辑: admin 分类: c#语言 发布时间: 2022-03-15 来源:互联网
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  • 一、内存对齐为4个字节的好处
  • 二、内存对齐的目的是以空间换取速度
    • 2.1、内存对齐为4的例子
    • 2.2、内存没有使用内存对齐的例子
      • CPU读取数据的过程:
  • 三、掌握内存对齐的必要性
    • 总结

      一、内存对齐为4个字节的好处

      首先,了解一下CPU从内存里读取数据的流程:

      第一步,CPU通过地址总线,找到该数据的位置。

      第二步,通过控制总线,发送读取数据的指令。

      第三步,通过数据总线,从内存里获取该数据的内容。

      在这里插入图片描述

      内存对齐使用4个字节的原因有:

      1.STM32单片机的数据总线与地址总线都是32bit(4个字节)。

      2.方便DMA的搬运,DMA搬运的最大内存是32bit(4个字节)。

      二、内存对齐的目的是以空间换取速度

      2.1、内存对齐为4的例子

      /* 先来一个简单的结构体 */
      struct
      {
      	char a;
          int  b;
      
      }Test2;
      

      在这里插入图片描述

      CPU读取内存里数据的过程:

      1.想找变量a:第一次读取就能找到。

      2.想找变量b:第二次读取就能找到。

      这一点很重要,变量a与变量b各自只需要1次寻址就能完成读取。接下来看一看内存如果没有使用内存对齐的例子(当我不知道内存对齐时,我也是误以为内存里的数据是这样分布的!)

      2.2、内存没有使用内存对齐的例子

      如果内存没有使用内存对齐的话,构想的内存分布如下:

      在这里插入图片描述

      CPU读取数据的过程:

      1.想找变量a:第一次读取就能找到。

      2.想找变量b:先读取第一组内存的后三个字节,接着再读取第二组内存的第一个字节,最后将所有字节合并为4个字节。

      如果内存没有使用内存对齐的话,CPU为了获取变量b花掉了两次地址寻址,接着还要将字节合并。所以,内存对齐可以有效地提高CPU读写内存的速度,但是浪费一点空间。

      三、掌握内存对齐的必要性

      了解内存对齐的作用后,就能弄懂为什么编译器要对某些内存做了填充。比如本章节的例子,如果结构体里只有一个char与int变量,无论是char变量在前,还是int变量在前,都肯定会浪费3个字节被用于填充,凑够4个字节变成一组数据被CPU一次性读取。

      总结

      本篇文章就到这里了,希望能给你带来帮助,也希望您能够多多关注海外IDC网的更多内容!