pointers - 关于指针对齐的问题

Question

我正在研究内存池实现，我对指针对齐有点困惑......

假设我有一个分配固定大小内存块的内存池，在创建内存池时我 malloc((size)*(num of blocks))。如果分配的是对象并且大小来自 sizeof 运算符对齐不应该是一个问题，但是如果大小不均匀（他/她出于任何原因想要 100 字节块），那么当我拆分 malloc 给出的块时我最终会得到未对齐的指针。我的问题是我应该总是将块对齐到某个边界，如果是的话，是哪个？

Answer 1

在大多数 x86 实现中，正确的对齐至少是有帮助的（在性能方面）（在其他架构中，某种对齐实际上是强制性的）。您可能会要求（像 calloc 那样）一对参数，以字节为单位的项目大小和项目数，而不仅仅是一个（以字节为单位的大小，像 malloc 那样）；然后你可以本质上对齐（通过四舍五入块大小）到项目大小之上的 2 的下一个更高的幂（但切换到 16 以上的 16 个字节的倍数，不要永远加倍，就像@derobert 推荐和解释的那样！ -)。这样，如果调用者只想要 N 个字节而不需要任何对齐或填充，他们总是可以请求 N 个每个 1 字节的项目（就像他们使用 calloc 并且出于相同的原因;-)。

Answer 2

X86 无需对齐即可工作，但数据对齐时性能更好。type的对齐方式通常是 sizeof( type )，最多为 16（字节）。

我写了这个愚蠢的测试程序只是为了确定（假设 malloc 知道它在做什么），它在我的 amd64 盒子上返回 16。在 32 位模式下编译时返回 8：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    int i;
    unsigned long used_bits = 0, alignment;

    for (i = 0; i < 1000; ++i) {
        used_bits |= (unsigned long)malloc(1);   /* common sizes */
        used_bits |= (unsigned long)malloc(2);   
        used_bits |= (unsigned long)malloc(4);
        used_bits |= (unsigned long)malloc(8);
        used_bits |= (unsigned long)malloc(16);
        used_bits |= (unsigned long)malloc(437); /* random number */
    }

    alignment = 1;
    while (!(used_bits & alignment)) {
        alignment <<= 1;
    }

    printf("Alignment is: %lu\n", alignment);
    return 0;
}