c++ - 内存对齐 : how to use alignof/alignas?

Question

我现在使用共享内存。

我无法理解 alignof 和 alignas。

cppreference不清楚: alignof 返回“对齐”，但什么是“对齐”？为要对齐的下一个 block 添加的字节数？填充尺寸？ Stack overflow/博客条目也不清楚。

谁能解释清楚alignof和alignas？

Answer 1

对齐是对可以存储值的第一个字节的内存位置的限制。 (需要提高处理器的性能并允许使用某些指令，这些指令仅适用于具有特定对齐方式的数据，例如 SSE 需要对齐到 16 字节，而 AVX 需要对齐到 32 字节。)

16 对齐意味着只有 16 的倍数的内存地址是唯一有效的地址。

alignas

强制对齐到所需的字节数。您只能对齐 2 的幂:1、2、4、8、16、32、64、128、...

#include <cstdlib>
#include <iostream>

int main() {
    alignas(16) int a[4];
    alignas(1024) int b[4];
    printf("%p\n", a);
    printf("%p", b);
}

示例输出:

0xbfa493e0
0xbfa49000  // note how many more "zeros" now.
// binary equivalent
1011 1111 1010 0100 1001 0011 1110 0000
1011 1111 1010 0100 1001 0000 0000 0000 // every zero is just a extra power of 2

另一个关键字

alignof

很方便，你不能这样做

int a[4];
assert(a % 16 == 0); // check if alignment is to 16 bytes: WRONG compiler error

但你可以做到

assert(alignof(a) == 16);
assert(alignof(b) == 1024);

请注意，实际上这比简单的“%”(模数)运算更严格。事实上，我们知道对齐到 1024 字节的东西必然会对齐到 1、2、4、8 字节，但是

 assert(alignof(b) == 32); // fail.

所以更准确地说，“alignof”返回 2 的最大幂来对齐某物。

此外，alignof 也是提前了解基本数据类型的最小对齐要求的好方法(它可能会返回 1 表示字符，4 表示 float 等)。

仍然合法:

alignas(alignof(float)) float SqDistance;

对齐为 16 的东西将被放置在下一个可用地址上，该地址是 16 的倍数(最后使用的地址可能有隐式填充)。