我刚刚完成了工作面试的一部分测试，有一个问题难住了我，甚至用谷歌作为参考。我想看看StackOverflow的工作人员可以做什么:
memset_16aligned函数需要传递给它一个16字节的对齐指针，否则它将崩溃。 a)如何分配1024字节的内存，并将其对齐到16字节的边界? b)在memset_16aligned执行后释放内存。
{
void *mem;
void *ptr;
// answer a) here
memset_16aligned(ptr, 0, 1024);
// answer b) here
}
当前回答
如果有限制，你不能浪费一个字节，那么这个解决方案是有效的: 注意:有一种情况可以无限地执行:D
void *mem;
void *ptr;
try:
mem = malloc(1024);
if (mem % 16 != 0) {
free(mem);
goto try;
}
ptr = mem;
memset_16aligned(ptr, 0, 1024);
其他回答
也许他们会满足于memalign的知识?正如乔纳森·莱弗勒(Jonathan Leffler)指出的，有两个更新的更可取的函数需要了解。
哦，弗罗林先我一步。但是，如果您阅读了我链接到的手册页，您很可能会理解前面的帖子提供的示例。
这里有一个“四舍五入”部分的替代方法。不是最出色的编码解决方案，但它完成了工作，这种类型的语法更容易记住(plus将适用于对齐值不是2的幂)。uintptr_t强制转换是必要的，以安抚编译器;指针算术不太喜欢除法或乘法。
void *mem = malloc(1024 + 15);
void *ptr = (void*) ((uintptr_t) mem + 15) / 16 * 16;
memset_16aligned(ptr, 0, 1024);
free(mem);
你也可以添加一些16字节，然后通过添加指针下面的(16-mod)将原始ptr推到16位对齐:
main(){
void *mem1 = malloc(1024+16);
void *mem = ((char*)mem1)+1; // force misalign ( my computer always aligns)
printf ( " ptr = %p \n ", mem );
void *ptr = ((long)mem+16) & ~ 0x0F;
printf ( " aligned ptr = %p \n ", ptr );
printf (" ptr after adding diff mod %p (same as above ) ", (long)mem1 + (16 -((long)mem1%16)) );
free(mem1);
}
我很惊讶没有人投票赞成Shao的回答，据我所知，在标准C99中不可能做到要求的事情，因为将指针转换为整型在形式上是未定义的行为。(除了标准允许uintptr_t <-> void*的转换，但标准似乎不允许做uintptr_t值的任何操作，然后将其转换回来。)
我们一直在为accelerator .framework做这样的事情，这是一个高度向量化的OS X / iOS库，在那里我们必须一直注意对齐。有很多选择，其中一两个我在上面没有提到。
对于这样的小数组，最快的方法就是把它放在堆栈上。GCC / clang:
void my_func( void )
{
uint8_t array[1024] __attribute__ ((aligned(16)));
...
}
不需要free()。这通常是两条指令:从堆栈指针减去1024，然后用-align对堆栈指针进行AND运算。假设请求者需要堆上的数据，因为数组的生命周期超过了堆栈，或者递归在工作，或者堆栈空间非常宝贵。
在OS X / iOS上，所有调用malloc/calloc/etc。总是16字节对齐。例如，如果你需要为AVX对齐32字节，那么你可以使用posix_memalign:
void *buf = NULL;
int err = posix_memalign( &buf, 32 /*alignment*/, 1024 /*size*/);
if( err )
RunInCirclesWaivingArmsWildly();
...
free(buf);
有些人提到c++接口的工作原理与此类似。
不要忘记页是按2的大幂进行对齐的，因此页对齐的缓冲区也是16字节对齐的。因此，mmap()和valloc()以及其他类似的接口也是选项。Mmap()的优点是，如果您愿意，可以在缓冲区中预先初始化一些非零的东西。由于它们具有页面对齐的大小，因此您将无法从中获得最小分配，并且在第一次接触它时可能会出现VM故障。
Cheesy:打开守卫malloc或类似的。像这样大小为n*16字节的缓冲区将对齐为n*16字节，因为VM用于捕获溢出，并且其边界位于页面边界。
Some Accelerate.framework functions take in a user supplied temp buffer to use as scratch space. Here we have to assume that the buffer passed to us is wildly misaligned and the user is actively trying to make our life hard out of spite. (Our test cases stick a guard page right before and after the temp buffer to underline the spite.) Here, we return the minimum size we need to guarantee a 16-byte aligned segment somewhere in it, and then manually align the buffer afterward. This size is desired_size + alignment - 1. So, In this case that is 1024 + 16 - 1 = 1039 bytes. Then align as so:
#include <stdint.h>
void My_func( uint8_t *tempBuf, ... )
{
uint8_t *alignedBuf = (uint8_t*)
(((uintptr_t) tempBuf + ((uintptr_t)alignment-1))
& -((uintptr_t) alignment));
...
}
添加align -1会将指针移动到第一个对齐地址之前，然后使用-align进行and(例如0xfff…)Ff0 for alignment=16)将它带回对齐的地址。
正如其他文章所描述的，在其他没有16字节对齐保证的操作系统上，您可以调用更大的malloc，稍后将指针预留给free()，然后按照上面所述进行对齐并使用对齐的指针，这与我们的临时缓冲区的情况非常相似。
As for aligned_memset, this is rather silly. You only have to loop in up to 15 bytes to reach an aligned address, and then proceed with aligned stores after that with some possible cleanup code at the end. You can even do the cleanup bits in vector code, either as unaligned stores that overlap the aligned region (providing the length is at least the length of a vector) or using something like movmaskdqu. Someone is just being lazy. However, it is probably a reasonable interview question if the interviewer wants to know whether you are comfortable with stdint.h, bitwise operators and memory fundamentals, so the contrived example can be forgiven.
