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一、为什么需要内存对齐？
无论做什么事情，我都习惯性的问自己：为什么我要去做这件事情？ 是啊，这可能也是个大家都会去想的问题，
因为我们都不能稀里糊涂的或者。那为什么需要内存对齐呢？这要从cpu的内存访问机制说起.
为了了解清楚cpu的内存访问机制，昨天整晚都在查找资料，但是还是找不到很好的介绍资料.后来只是找到了相关
的一些介绍的博客。 这些博客中大多都是以介绍内存对齐为主要目的，然后顺带着说一下cpu的内存访问机制,所以
找不到权威的资料，后来听说<<汇编语言编程艺术>>这本书里面有关于x86的系统介绍，就下载了一份PDF，但是
也还是没有找到.
所以呢下面的一些关于x86的内存访问方面的只是很多都是来源于一些比较好的博客.在文章的最后我会注明参考的
博客链接，作为扩展阅读.
简单介绍x86的内存访问机制:
1.内存的写入操作: cpu把需要写入的地址放入地址总线, 把需要写入的数据放入数据总线, 把控制总线置为写入操作.
然后内存子系统根据地址总线选定内存单元, 检查控制总线发现是写入操作,则入去数据总线数据, 写入相关内存
单元.
2.内存的读入操作: cpu把需要读入的地址放入地址总线, 把控制总线置为读入操作. 内存子系统根据地址总线选定内存
单元, 检查控制总线发现是读入操作, 则读取内存单元中的数据, 写入数据总线.
16bit数据总线: 每个内存周期，cpu只能读取一个偶单元和一个奇单元，地址总线的地址是偶单元的地址，所以地址总线的地址永远是2对齐的.
每个内存周期，可以读取一个字，也就是16bit.
1.读取一个字，如果是以2对齐的，则只需要一个内存周期即可完成.如果数据不是以2对齐的，则需要2个内存周期.
2.读取双字: 如果是以2对齐的，则只需要2个内存周期即可完成,如果数据不是以2对齐的，则需要3个内存周期完成.
32bit数据总线: 每个内存周期,读取的数据地址都是以4对齐的.一个内存周期可以读取一个双字，也就是32bit.
1.如果读取一个双字，地址是以4对齐的话，则只需要一个内存周期即可完成.如果不是以4对齐,则需要2个内存周期完成.
2.如果读取一个字，地址是对4取模余3的话，那么需要2个内存周期完成对数据的读取.地址如果对4去模不余3的话，则
只需要一个内存周期即可完成数据读取.
3. 对于字节, 任何字节地址读取只需要一个内存周期.
通过上面可以看得出,为什么16bit数据总线cpu是以2对齐的,而32bit数据总线cpu是以4对齐的. 最主要的原因是能够在最小的
内存周期内完成对地址的访问，提高cpu的效率.
二、内存对齐的作用
如果不采用内存对齐机制的话，有些地址的访问需要在多个内存周期内完成，而且还需要多次内存周期读取的高低字节
进行拼凑，然后得到32bit数据. 如果使用内存对齐机制，不仅可以减少对地址访问过程中需要的内存周期，而且还避免了
高低字节的数据拼凑，提高了cpu的工作效率.
三、编译器是如何处理内存对齐的？?
struct mem_alignment
{
char a;
int b;
char c;
};
在32位x86机器上面它的大小是12. 另外一个问题，如果结构体中的成员变量顺序不一样会导致该结构在内存中的长度
也不一样，就像上面，如果改成下面这个样子：
struct mem_alignment
{
char a;
char c;
int b;
};
那么它的大小就变成了8.
如果我们使用紧凑的对齐方式 __attribute__((packed)) or __attribute__((aligned (1)))的话，
那么struct mem_alignment的大小应该是6. 或者是使用伪指令#pragma pack (1).
#pragma pack (1)
struct mem_alignment
{
char a;
char c;
int b;
};
#pragma pack ()
上面最后一句的作用是恢复编译器默认的对齐方式.
关于内存对齐方面的知识就总结到这里. 也算是对前面文章的交代了~
GNU C - 关于8086的内存访问机制以及内存对齐(memory alignment)
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原文地址：http://www.cnblogs.com/VIPler/p/4292042.html
