对齐内存管理？

7 回答

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  最棘手的要求显然是第三个，因为任何基于 malloc() / realloc() 的解决方案都是 realloc() 将块移动到不同的对齐方式 .

  在Linux上，您可以使用匿名使用 mmap() 而不是 malloc() 创建的映射 . 由 mmap() 返回的地址必须是页面对齐的，并且映射可以使用 mremap() 进行扩展 .

  回复于 2024-04-29T01:58:17+08:00
• 18

  • 我不知道有任何方式请求malloc返回内存比通常更严格的对齐 . 对于Linux上的“通常”，来自man posix_memalign（如果你愿意，你可以使用它而不是malloc（）来获得更严格的对齐内存）：

  GNU libc malloc（）始终返回8字节对齐的内存地址，因此只有在需要更大的对齐值时才需要这些例程 .

  • 必须使用malloc（），posix_memalign（）或realloc（）返回的相同指针释放（）内存 .

  • 像往常一样使用realloc（），包括足够的额外空间，所以如果返回一个尚未对齐的新地址，你可以稍微memmove（）它以对齐它 . 讨厌，但我能想到的最好 .

  回复于 2024-04-29T01:58:17+08:00
• 1

  • 如果您的实现具有需要16字节对齐的标准数据类型（例如 long long ）， malloc 已经保证您返回的块将正确对齐 . C99第7.20.3节声明 The pointer returned if the allocation succeeds is suitably aligned so that it may be assigned to a pointer to any type of object.

  • 您必须将完全相同的地址传回 free ，就像 malloc 给出的那样 . 没有例外 . 所以是的，你需要保留原始副本 .

  • 如果您已经有一个16字节对齐要求的类型，请参阅上面的（1） .

  除此之外，您可能会发现 malloc 实现为您提供了16字节对齐的地址以提高效率，尽管标准无法保证 . 如果需要，可以随时实现自己的分配器 .

  我自己，我将在 malloc 之上实现 malloc16 层，它将使用以下结构：

  some padding for alignment (0-15 bytes)
  size of padding (1 byte)
  16-byte-aligned area
  

  然后让 malloc16() 函数调用 malloc 得到比请求大16个字节的块，找出对齐区域应该在哪里，在此之前放置填充长度并返回对齐区域的地址 .

  对于 free16 ，您只需查看给定地址之前的字节以获取填充长度，从中计算出malloc'ed块的实际地址，并将其传递给 free .

  这是未经测试但应该是一个好的开始：

  void *malloc16 (size_t s) {
      unsigned char *p;
      unsigned char *porig = malloc (s + 0x10);   // allocate extra
      if (porig == NULL) return NULL;             // catch out of memory
      p = (porig + 16) & (~0xf);                  // insert padding
      *(p-1) = p - porig;                         // store padding size
      return p;
  }
  
  void free16(void *p) {
      unsigned char *porig = p;                   // work out original
      porig = porig - *(porig-1);                 // by subtracting padding
      free (porig);                               // then free that
  }
  

  malloc16 中的魔术线是 p = (porig + 16) & (~0xf); ，它将地址加16，然后将低4位设置为0，实际上将它带回到下一个最低对齐点（ +16 保证它超过了maloc'ed块的实际开始） .

  现在，我并不认为上面的代码只是kludgey . 你必须在感兴趣的平台上测试它，看看它是否可行 . 它的主要优点是它抽象了丑陋的一点，所以你永远不必担心它 .

  回复于 2024-04-29T01:58:17+08:00
• 0

  您可以编写自己的slab allocator来处理对象，它可以使用_1689880一次分配页面，维护最近释放的地址缓存以进行快速分配，为您处理所有对齐，并为您提供移动/增长对象的灵活性完全按照你的需要 . malloc 非常适合通用分配，但如果您了解数据布局和分配需求，则可以设计一个系统来完全满足这些要求 .

  回复于 2024-04-29T01:58:17+08:00
• -1

  启动C11，您有 void *aligned_alloc( size_t alignment, size_t size ); 基元，其中参数为：

  alignment - 指定对齐方式 . 必须是实现支持的有效对齐方式 . size - 要分配的字节数 . 对齐的整数倍

  Return value

  成功时，返回指向新分配内存开头的指针 . 必须使用free（）或realloc（）释放返回的指针 .

  失败时，返回空指针 .

  Example ：

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  
  
      int main(void)
      {
          int *p1 = malloc(10*sizeof *p1);
          printf("default-aligned addr:   %p\n", (void*)p1);
          free(p1);
  
          int *p2 = aligned_alloc(1024, 1024*sizeof *p2);
          printf("1024-byte aligned addr: %p\n", (void*)p2);
          free(p2);
      }
  

  Possible output:

  default-aligned addr:   0x1e40c20
  1024-byte aligned addr: 0x1e41000
  

  回复于 2024-04-29T01:58:17+08:00
• 1

  • 在您的系统上进行实验 . 在许多系统（尤其是64位系统）上，无论如何都会从 malloc() 中获得16字节对齐的内存 . 如果没有，你将不得不分配额外的空间并移动指针（几乎每台机器上最多8个字节） .

  例如，x86 / 64上的64位Linux有一个16字节 long double ，它是16字节对齐的 - 所以所有内存分配都是16字节对齐的 . 但是，对于32位程序， sizeof(long double) 为8，内存分配仅为8字节对齐 .

  • 是 - 你只能通过 malloc() 返回的指针 free() . 其他任何东西都是灾难的秘诀 .

  • 如果你的系统进行了16字节对齐的分配，那么就没有't a problem. If it doesn' t，那么你需要你自己的重新分配器，它进行16字节对齐分配，然后复制数据 - 或者使用系统 realloc() 并调整重新分配的数据必要时 .

  仔细检查 malloc() 的手册页;可能有选项和机制来调整它，使其行为符合您的要求 .

  在MacOS X上，有 posix_memalign() 和 valloc() （它提供页面对齐的分配），并且 man malloc_zoned_malloc 标识了一系列'zoned malloc'函数， Headers 为 <malloc/malloc.h> .

  回复于 2024-04-29T01:58:17+08:00
• 1

  您可能能够使用jimmy（在Microsoft VC和其他编译器中）：

  #pragma pack(16)

  这样malloc（）被强制返回一个16字节对齐的指针 . 有点像：

  ptr_16byte = malloc( 10 * sizeof( my_16byte_aligned_struct ));

  如果它对malloc（）起作用，我认为它也适用于realloc（） .

  只是一个想法 .

  • 皮特

  回复于 2024-04-29T01:58:17+08:00