12、内存访问与组织：MASM 数据对齐及 x86 - 64 寻址模式解析

内存访问与组织：MASM 数据对齐及 x86 - 64 寻址模式解析

1. MASM 对数据对齐的支持

在编写高效程序时，确保数据对象在内存中正确对齐至关重要。正确对齐意味着对象的起始地址是某个特定大小的倍数。对于长度不超过 32 字节且大小为 2 的幂次方的对象，起始地址通常是对象大小的倍数；对于大于 32 字节的对象，在 8、16 或 32 字节地址边界上对齐通常就足够了；对于少于 16 字节的对象，在大于对象大小的下一个 2 的幂次方地址处对齐通常是可行的。访问未在适当地址对齐的数据可能会增加额外的时间开销。

当在相邻内存位置分配不同大小的对象时，数据可能会出现未对齐的情况。例如，声明一个字节变量会占用 1 字节的存储空间，后续声明的变量地址会在前一个字节对象地址的基础上加 1。如果字节变量的地址是偶数地址，那么后续的字或双字对象的起始地址可能就不是最优的。

下面是一个 MASM 变量声明的示例：

.data
dw  dword  ?
b   byte   ?
w   word   ?
dw2 dword  ?
w2  word   ?
b2  byte   ?
dw3 dword  ?

在 Windows 系统下运行的程序中，第一个 .data 声明会将其变量放置在地址为 4096 字节偶数倍的位置。假设 MASM 从地址 4096 开始分配这些变量，分配情况如下表所示：
| 变量名 | 起始地址 | 长度 |
| ---- | ---- | ---- |
| dw | 4096 | 4 |