在堆上分配时对齐内存

Question

我在 C++ 中遇到了 new() 运算符的这个示例实现：

void *operator new(size_t size){
    if(void *mem = malloc(size)){
        cout << "allocated memory" << endl;
        return mem;
    }
    else{
        throw bad_alloc();
    }
}

如何编辑这个函数，以便在特定的“字节边界”上分配内存（我指的是性能圈中讨论的数据对齐）？

（我假设这不仅仅是由编译器自动完成的——或者如果是的话，手动实现它有什么好处吗？）

Answer 1

您需要找到一种方法来保留原始指针，否则您的free 将变得非常糟糕。

对齐是一个简单的例子（假设alignment 是一个 2ⁿ 值）：

 void *aligned = reinterpret_cast<void *>(
        (reinterpret_cast<uintptr_t>(mem) + alignment-1) & ~(alignment-1));

但是，就像我说的，您需要将原始指针保存在某个地方。这可能意味着分配“一点额外”（例如sizeof(void *)）。

所以我们最终会得到这样的结果：

 assert(!(alignment & alignment-1)); // Don't like aligment not power of 2.

 size_t extra = sizeof(void *);
 void *mem = malloc(size + extra + alignment-1); 
 if (!mem) 
    throw bad_alloc();

 void *aligned = reinterpret_cast<void *>(
        (reinterpret_cast<uintptr_t>(mem) + extra + alignment-1) & ~(alignment-1));
 void **ptr = reinterpret_cast<void **>(aligned); 
 ptr[-1] = mem;
 return aligned; 

然后在操作符delete中，需要挖出你原来的指针：

 operator delete(void *mem)
 {
    void **ptr = reinterpret_cast<void **>(mem); // This is the "aligned" pointer. 
    void *orig_mem = ptr[-1]; 
    free(orig_mem);
 }