Question

在64位计算机上，我们知道地址是8个字节。但是，我不完全清楚一个地址中有多少字节的信息。虚拟内存中的每个字节都有地址吗？还是内存中的每个64位都有一个地址？还是取决于架构？如果取决于体系结构，那我应该如何找出？

Answer 1

在C中，char是最小的可寻址单元。（通常映射到最小的asm可寻址单元，但不能保证¹。）limits.h中的CHAR_BIT告诉您它有多少位。通常是8，但从历史上看，有些机器的字节和字长都不是2的幂。

在asm中，大多数现代ISA都是字节寻址的，但是现代DSP有时也可以是字寻址的，因为它们关心的唯一代码是处理整数或浮点数据的代码，而不是字符串。

如果取决于体系结构，那我应该如何找出？

这是您从ISA手册中找到的内容，以及其他基本信息，例如寄存器名称及其宽度。这是机器语言的固有属性。

脚注1：

您可以想象一个奇怪的假设ISA，它可以按字节寻址，但是在其中字节存储可以实现为包含（32位）字的 non-atomic 读-修改-写操作。要么是硬件（极其不寻常），要么是软件（实际上已经发生）。

例如，DEC Alpha AXP（90年代的RISC ISA，为高性能和64位而积极设计的）的前几个版本具有字节可寻址内存，但是最窄的加载/存储是32位。

因此每个字节都有其自己的地址，但是没有硬件指令修改单个字节。如果当时的C实现使用CHAR_BIT=8，则他们必须使用软件加载/合并/存储来模拟char分配，除非他们知道这是一个带有填充的char对象（例如本地或全局），他们可以覆盖这些填充。

现代C11实现在将CHAR_BIT=32引用为左值时必须使用char*或使用慢速LL / SC重试循环来原子替换字节，因为C11引入了一种不不允许发明C抽象机中不会发生的写操作（例如读取和以后重写相同的数据）。这可能会破坏单独线程在其中写入相邻数据的代码。请参阅C++ memory model and race conditions on char arrays（在这方面C11内存模型与C ++ 11相匹配）。

另请参阅Can modern x86 hardware not store a single byte to memory?，以获取更多详细信息，而不仅仅是x86。

后来的Alpha模型引入了字节和半字加载/存储指令，因此编译器可以使用它们来实现有效的C11实现，并使用一个字节的char。

Answer 2

您的问题与this one有关。

还是取决于体系结构？

是的。这取决于架构：

对于大多数CPU ，一个地址表示 8位。

内存中的每个字节都有一个单独的地址。

TMS320 DSP 是一个CPU的示例，其中一个地址表示 16位。

这意味着内存中的每个16位字（uint16）都有一个单独的地址。

还有一些计算机（其中许多都是历史悠久的），其中每个地址代表 12 ， 13 ， 14 ， 16 ， 24 或 36位（甚至更多）...

（不幸的是，我不知道使用64位地址而不是每个地址使用8位的CPU的示例，但是我很确定也存在这样的CPU。）

然后存在并非所有地址存在的内存类型。看起来可能是这样的：

可被4整除的地址表示 32位信息；其他地址无法使用-这意味着这些地址完全表示没有信息。

因此，地址的“平均值”是8位，但是没有地址表示8位。

通常，在安装了两种不同类型的内存的计算机中会看到这种现象，并且一种类型同时允许8位和32位访问，而另一种类型只允许32位访问。

外围设备的存储器通常是这种情况，例如某些微控制器中以太网控制器的存储器。

据我所记得，我已经看到用于PC的PCI SCSI控制器也显示了此行为。将SCSI控制器安装到64位计算机中，并且计算机包含一定范围的地址，其中所有地址的25％代表32位数据，而所有地址的75％根本不代表任何数据。

我还看到过大学学生设计的CPU，其中“商业原版”允许对内存进行8位和32位访问，而学生的副本仅对32位进行访问。在这种情况下，整个地址范围都会显示此行为。

顺便说一句：

在64位计算机上，我们知道地址为8个字节。

即使这不一定是真的：

据我所知，x86-64 CPU仅使用48位地址。因此，编译器制造商可以将每个地址仅存储在6个字节的内存中。

当然，嵌入式设备的CPU内核可以设计为使用x86-64指令集的子集，但是通常保存地址（例如rsp）的寄存器只有48位宽。

Answer 3

您可以通过更改变量来检查地址的更改方式。

cout<<sizeof(char)<<endl;
char ch[3];
cout<<ch[0]<<" "<<std::hex<< (long)(char*)(&ch[0])<<" "<<ch[1]<<" "<<(long)(char*)(&ch[1])<<" "<<ch[2]<<" "<<(long)(char*)(&ch[2])<<endl;

Answer 4

Peter＆ch [1]不起作用，但是ch是一个char指针，因此您可以在其上继续加+1以获取数组中的下一个char。作为证明：

cout<<sizeof(char)<<endl;
char ch[3]={55,33,70};
char *chp1=ch;
cout<<chp1<<" "<<&(chp1)<<" ";
char *chp2=ch+1;
cout<<chp2<<" "<<&(chp2)<<" ";
char *chp3=ch+2;
cout<<chp3<<" "<<&(chp3)<<endl;
return 0;

12月55日为7点 33是！ 70是F https://www.cs.cmu.edu/~pattis/15-1XX/common/handouts/ascii.html 它们被计算为7！F，！F，F，因为字符数组被计算为空格。如您所见，指针指向上述数组的下一个字符。输出：i.stack.imgur.com/pBot5.jpg

cout<<sizeof(char)<<endl;
char ch[3]={55,33,70};
char *chp1=ch;
cout <<ch[0]<<" "<< (void*)(&ch[0])<<" "<<ch[1]<<" "<<(void*)(&ch[1])<<" "<<ch[2]<<" "<<(void*)(&ch[2])<<endl;

一个地址中有多少个字节？

4 个答案: