Question

我一直试图了解编译器如何在64 / 32bit机器上对齐堆栈变量。

看看下面的代码：

void Test()
{
    int x = 1;
    int y = 2;
    int z = 3;
}

我发现：

&x > &y > &z是真的。
&x - &y和&y - &z对他们两个都是3。

这意味着每个变量被8个额外字节填充。对于64位机器上的32位应用程序，我期望变量不需要任何对齐，即差异应该是1而不是3。

有人可以解释一下吗？谢谢！

环境详情：

64位Windows 7，Visual Studio 2010，应用程序配置：x86

Answer 1

正如@HansPassant和其他人所指出的，堆栈上的变量对齐是一个实现细节。一旦启用了优化，你甚至不能确定它们中的任何一个将在堆栈中（除非你获取它的地址） - 每个都可以优化到寄存器。

只是为了说明：测试程序

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int main() {
    int x = 1, y = 2, z = 3;
    printf("%d,%d,%d,%d\n",&y-&x,&z-&y,(BYTE*)&y-(BYTE*)&x,(BYTE*)&z-(BYTE*)&y);
}

在这里打印（win7 x64，vs2012 x86编译器）：

>cl /nologo t.c >nul && t.exe
2,-1,8,-4

>cl /Ox /nologo t.c >nul && t.exe
-2,1,-8,4

>cl /RTC1 /Ox /nologo t.c >nul && t.exe
-3,-3,-12,-12

在最后一种情况下，/ RTC在变量to detect out-of-bounds access之间插入间隙。

关于默认路由，编译器遵守英特尔的建议，因为x86在访问未对齐数据时会受到惩罚。这里，具体来说，它是 Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual，第3.6.7节“堆栈对齐”：

当a时，会发生对堆栈的未对齐访问的性能损失   内存引用拆分缓存行。这意味着八分之一   空间连续的未对齐四字访问总是受到惩罚，   类似地，对于4个连续的非对齐双四字中的一个   访问等。

任何时候对齐堆栈都可能是有益的   超出系统默认堆栈对齐的数据对象。   例如，在32 / 64bit Linux和64bit Windows上，默认堆栈   对齐是16个字节，而32位Windows是4个字节。

汇编/编译器编码规则55.（H影响，M概括性） 确保   堆栈以最大的多字节粒度数据类型对齐   边界匹配寄存器宽度。

对于较长的类型（浮点），even higher alignments are recommended for the same purpose。

堆栈变量如何在64/32位机器上对齐？

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