如何向编译器指示指针参数已对齐？答案

【问题标题】：How can I indicate to the compiler that a pointer parameter is aligned?如何向编译器指示指针参数已对齐？
【发布时间】：2017-08-19 21:47:00
【问题描述】：

我正在编写壮观的函数：

void foo(void* a) {
    if (check_something_at_runtime_only()) {
        int* as_ints { a };
        // do things with as_ints
    }
    else {
        char* as_chars { a };
        // do things with as_chars
    }
}

假设我们知道使用as_ints 的某些工作将受益于它的更好对齐；例如如果我平台上的内存事务大小为 N 字节，那么我可以使用单个机器指令读取前 N/sizeof(int) 元素（此处忽略 SIMD/矢量化） - 前提是 a 是 N 字节对齐的。

现在，我可以通过让 foo 始终采用 int * 来指示对齐 - 至少在只能从对齐地址读取较大类型的平台上 - 但我宁愿保留类型 void *，因为它不一定是ints 的数组，真的。

我希望能够写出类似的东西

void foo(alignas(sizeof(int)) void* a) { ... }

但是，显然，alignas doesn't apply to pointers，所以我不能。

除了参数地址对齐之外，还有其他方法可以向编译器保证吗？

注意事项：

我对 C++ 标准（任何版本）所允许的内容以及 GCC、clang 和 NVCC（CUDA 编译器）中特定于编译器的扩展都感兴趣。

【问题讨论】：

您似乎本末倒置，它是对齐的指针。您不能强制系统将一个地址视为对齐而不是对齐。你唯一能做的就是调整地址。
@StoryTeller：我不确定我理解你的意思。我想告诉编译器“a 可以是0x1004，但不能是0x1002（对于4 字节大小的int）。我知道，理论上，你可以调用foo(0x1002) -但我想向编译器保证这实际上不会发生 - 类似于我们使用 __restrict__ 所拥有的。
__restrict__ 是一个完全不同的野兽，它没有单独使用的指针。如果您知道指针的对齐方式是一回事，您可以使用__builtin_unreachable 提示优化器。答案是关于整数范围，但我相信你可以创建一个关于对齐的条件。
这看起来是一个完美的模板候选者。然后整个问题或多或少地消失了。我同意第一条评论，这看起来像是对齐问题的从后到前的视图
@talonmies：问题是，有时你不能模板，例如如果您使用的是从库中动态加载的代码，或者您使用的类型只能在运行时确定；看我的编辑。不过，问题只是关于指示对齐，而不是关于 foo() 函数。

标签： c++ gcc cuda memory-alignment nvcc

【解决方案1】：

在 GCC/Clang 中你可以这样做

int *as_ints = __builtin_assume_aligned(a);

或者如果a是函数参数，直接用__attribute((aligned(4)))标记即可。

【讨论】：

1.我可以对函数参数而不是表达式执行此操作吗？ 2.clang有这个吗？ 3、MSVC有类似的吗？
@einpoklum 我添加了有关函数参数和 Clang 的信息，但我对 VS 了解不多。
好的，你得到了 +1。

【解决方案2】：

在 C++20 中你可以使用std::assume_aligned:

#include <memory>

int *as_ints = std::assume_aligned<sizeof(int)>(a);

【讨论】：