内存对齐检查答案

【问题标题】：Memory alignment check内存对齐检查
【发布时间】：2011-09-08 13:54:51
【问题描述】：

我想检查分配的内存是否对齐。我正在使用_aligned_malloc(size, align); 它返回一个指针。例如，我可以通过简单地将指针内容除以 16 来检查它吗？如果指针内容能被 16 整除，是否意味着内存按 16 字节对齐？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

根据定义，“对齐”指针意味着指针的数值可以被 N 整除（其中 N 是所需的对齐方式）。要检查这一点，请将指针转换为合适大小的整数，取模数 N，并检查结果是否为零。在代码中：

bool is_aligned(void *p, int N)
{
    return (int)p % N == 0;
}

如果要手动检查指针值，只需查看指针的十六进制表示，看看它是否以所需的 0 位数结尾。例如，一个 16 字节对齐的指针值将始终以四个零位结束。

【讨论】：

由于指针对齐问题总是涉及到 2 的幂，因此在单位宽度位之后取与位会更快：return ((uintptr_t)p & (uintptr_t)(N - 1)) == 0（这用最多一个减法和一个按位与。）此外，在 C 中，这些天将指针转换为无符号整数（有符号可能有意想不到的副作用）应该是 C99 uintptr_t（使用 stdint.h）而不是 int；跨度>
像return ((uintptr_t)p & (uintptr_t)(sizeof(p) - 1)) == 0 这样的东西是否适用于任何指针？假设指针始终与其底层类型对齐。
@JodyLeeBruchon 毫无疑问，编译器优化了这一点。
@Antonio 仅当 N 是编译时已知的常数并且是 2 的幂。否则，AND 确实会更快。

【解决方案2】：

在现代 Unix 系统上，malloc 返回的指针很可能是 16 字节对齐的，因为这对于 SSE 之类的东西是必需的。要检查 2 的幂的对齐情况，您可以使用：

((unsigned long)p & (ALIGN - 1)) == 0

这只是(p % ALIGN) == 0 的更快版本。（如果ALIGN 是一个常量，您的编译器可能会自动使用上述更快的版本。）

【讨论】：

【解决方案3】：

malloc 返回的内存为所有内容对齐（即，它通常使用适用于所有内容的对齐方式）*。这意味着，如果您有对齐问题，那就是另外一回事了。

（高阶对齐似乎有例外，无论如何这是一个不寻常的要求。）

【讨论】：

根据specification，malloc 仅保证“分配成功时返回的指针应适当对齐，以便可以将其分配给指向任何类型对象的指针，然后用于访问此类分配空间中的一个对象”。这是特定于架构的。例如，在 x86 中是 8 个字节，在 x86-64 中是 16 个字节。我们应该犹豫说“一种适用于所有事物的对齐方式”，因为肯定有反例。