c++ - 为什么在 32 位 x86 架构上默认对齐 `int64_t` 8 字节？

Question

为什么在 32 位 x86 ABI 中 int64_t(例如 long long)的默认对齐方式为 8 字节？ 4 字节对齐似乎没问题，因为它只能作为两个 4B 的一半来访问。

Answer 1

有趣的一点:如果你只将它作为两半加载到 32 位 GP 寄存器中，那么 4B 对齐意味着这些操作将以它们的自然对齐方式发生。

但是，如果变量的两半都在同一缓存行中可能是最好的，因为几乎所有访问都会读/写两半。对齐到整个事物的自然对齐方式可以解决这个问题，甚至可以忽略下面的其他原因。

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32 位 x86 可以使用 MMX 或 SSE2 movq 在单个 64 位加载中加载 64 位整数。使用 vector 指令处理 64 位加法/减法/移位/和按位 bool 值更有效(单指令)，只要您不需要立即常量或 mul 或 div。具有 64b 元素的 vector 指令在 32b 模式下仍然可用。

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原子 64 位比较和交换在 32 位模式下也可用(lock CMPXCHG8B m64 就像 64 位模式的 lock CMPXCHG16B m128 一样工作，使用两个隐式寄存器(edx: eax)). IDK 它对跨越缓存行边界有什么样的惩罚。

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现代 x86 CPU 基本上不会对未对齐的加载/存储进行惩罚，除非它们跨越高速缓存行边界，这就是为什么我只这么说，而不是说未对齐的 64b 通常是不好的。请参阅 x86 中的链接维基，尤其是Agner Fog 的向导。