c++ - vector 的数据如何对齐？

Question

如果我想用 SSE 处理 std::vector 中的数据，我需要 16 字节对齐。我怎样才能做到这一点？我需要编写自己的分配器吗？还是默认分配器已经与 16 字节边界对齐？

Answer 1

C++ 标准要求分配函数(malloc() 和 operator new())为任何 standard 类型分配适当对齐的内存。由于这些函数不接收对齐要求作为参数，实际上这意味着所有分配的对齐方式是相同的，并且是具有最大对齐要求的标准类型，通常是 long double 和/或 long long(参见 boost max_align union)。

vector 指令，如 SSE 和 AVX，比标准 C++ 分配函数提供的对齐要求更强(16 字节对齐用于 128 位访问，32 字节对齐用于 256 位访问)。 posix_memalign() 或 memalign() 可用于满足此类具有更强对齐要求的分配。

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在 C++17 中，allocation functions接受 std::align_val_t 类型的附加参数.

你可以像这样使用它:

#include <immintrin.h>
#include <memory>
#include <new>

int main() {
    std::unique_ptr<__m256i[]> arr{new(std::align_val_t{alignof(__m256i)}) __m256i[32]};
}

此外，在 C++17 中，标准分配器已更新为尊重类型的对齐方式，因此您可以简单地这样做:

#include <immintrin.h>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<__m256i> arr2(32);
}

或者(在 C++11 中不涉及和支持堆分配):

#include <immintrin.h>
#include <array>

int main() {
    std::array<__m256i, 32> arr3;
}