32位计算机如何从内存中取出数据

Question

#include <stdio.h>
struct var{
    
    
    char a;
    char b;
    char c;
    
};


int main()
{
    struct var r;

    printf("%zu\n", sizeof(r));
  
    return 0;
}
Output: 3

我知道如何将 3 个字节的字符类型数据存储在内存中并进行适当的对齐。

但是我很困惑，虽然 32 位计算机获取数据，但它应该一次获取 4 个字节。如果此语句成立，则在存储

char a

char b

和

char c

之前应进行 1 字节填充。我说得对吗？

并且在64位计算机的情况下，需要填充5个字节，然后存储

char a

char b

和

char c

。处理器一次会获取 8 个字节。

Answer 1

注意，我意识到在图像中我忘记计算 0x000000 地址，抱歉。

这是一个很好的问题，如果我解释你已经熟悉的概念，我很抱歉，但以防万一我会解释。

首先，遗憾的是，与大多数事情一样，这取决于情况。我这么说是因为 64 位在不同用途之间的含义可能并不相同，因为它主要可以指数据总线，或地址总线，或两者兼而有之。这取决于您的体系结构，如果您使用的是计算机，那么很可能您在地址总线和数据总线上都使用 32 位。如果您正在开发 MCU，那么它将在很大程度上取决于 MCU 及其架构，也许您的寻址是 16 位，但数据是 32。

那么，让我们关注地址总线，有一个 32 位地址总线，意味着你可以去 2^32 个不同的地址，现在我认为这就是你感到困惑的地方，每个地址实际上是一个字节，这就是为什么32 位计算机，内存限制为 4GB，因为 2^32 = 4,294,967,296。如果每个都是一个字节，那么那就是 4GB。

现在，RAM 中每个字的长度由数据总线定义，正如我们所说，最有可能的是它也是 32 位，因此，这将允许我们容纳 4 个字节，因此，每个字将由4字节。所以在这种情况下，我们的内存“网格”看起来像这样。请注意，现在内存寻址从未真正使用过。通过字节寻址，字不需要像行那样开始/结束。

现在，填充会发生什么，首先，所有数据类型在 C 中都有一个本机大小，这个大小还取决于您的体系结构，有些数据类型使用一个字（4 个字节），有些使用 2 个字（8 个字节）和一些 1 个字节。请记住，字大小取决于数据总线大小，在本例中，32 位数据总线 = 32/8 = 4 个字。 char 类型仅使用一个字节。当您编译和运行时，处理器开始分配内存并跟踪所有内容的去向，例如，在这种情况下，您的填充并不重要，处理器知道它是空闲的，并且会在需要时分配一些东西。还要记住，单词并没有定义为RAM中的一行，只要它们是连续的，CPU就可以要求4个连续字节，也许可以使用上图作为参考，从0x00...02到0x00... 05.

例如，您可以存储在0x0000中，b存储在0x0001中，a存储在0x0002中，然后您可以存储0x0003-0x0006之间的有符号整数（在现代计算机中通常为4字节）。 cpu 跟踪整数在 0x0003-0x0006 中，c 在 0x0001 等中，并且您的结构是从 0x0000 到 0x0002

Answer 2

“请注意，现在内存寻址从未真正使用过。” https://stackoverflow.com/a/71757238/12013221

用什么？