c++ - 在 MS Visual Studio 2013 中，我可以使用什么来代替 std::aligned_alloc？

Question

我想使用 C++11 的 std::aligned_alloc，但不幸的是它不适用于 Microsoft Visual Studio 2013。

我正在考虑，intsead，自己实现aligned_alloc。一个实现应该是什么样子的？以下示例无法编译，因为它无法从 void* 转换为 void*&。

 template<typename T>
 T* aligned_alloc( std::size_t size, std::size_t align )
 {
        T* ptr = new T[size + align];
        std::align(align, size, reinterpret_cast<void*>(ptr), align + size);
        return ptr;
 }

Answer 1

免责声明:我没有彻底测试这段代码。

void* aligned_alloc(std::size_t size, std::size_t alignment){
    if(alignment < alignof(void*)) { 
        alignment = alignof(void*); 
    }
    std::size_t space = size + alignment - 1;
    void* allocated_mem = ::operator new(space + sizeof(void*));
    void* aligned_mem = static_cast<void*>(static_cast<char*>(allocated_mem) + sizeof(void*)); 
    ////////////// #1 ///////////////
    std::align(alignment, size, aligned_mem, space);
    ////////////// #2 ///////////////
    *(static_cast<void**>(aligned_mem) - 1) = allocated_mem;
    ////////////// #3 ///////////////
    return aligned_mem;
}

void aligned_free(void* p) noexcept {
    ::operator delete(*(static_cast<void**>(p) - 1));
}

解释:

对齐调整为 alignof(void*) 如果它小于那个，因为正如我们将看到的，我们需要存储一个(正确对齐的)void*。

我们需要 size + alignment - 1 字节以确保我们可以在其中找到具有正确对齐方式的 size 字节 block ，外加一个额外的 sizeof( void*) 字节来存储 ::operator new 返回的指针，以便我们稍后可以释放它。

我们使用 ::operator new 分配此内存，并将返回的指针存储在 allocated_mem 中。然后我们将 sizeof(void*) 字节添加到 allocated_mem 并将结果存储在 aligned_mem 中。在这一点上，我们还没有对齐它。

在#1 点，内存块和两个点如下所示:

              aligned_mem (not actually aligned yet)
              V
+-------------+-----------------------------------------+
|sizeof(void*)|    size + alignment - 1  bytes          |
+-------------+-----------------------------------------+
^
allocated_mem points here

std::align 调用调整 aligned_mem 以获得所需的对齐方式。在第 2 点，它现在看起来像这样:

                      aligned_mem (correctly aligned now)
                      V
+---------------------+---------------------------------+
| extra space         |  at least size bytes            |
+---------------------+---------------------------------+
^
allocated_mem points here

因为我们从 allocated_mem 之后的 sizeof(void*) 字节开始，“额外空间”至少是 sizeof(void*)字节。此外，aligned_mem 与 void* 正确对齐，因此我们可以在它之前存储一个 void*。在#3 点，内存块看起来像这样

                      aligned_mem (returned to caller)
                      V
+---------------+-----+---------------------------------+
|               |  ^  |  at least size bytes            |
+---------------+--+--+---------------------------------+
^                  |
allocated_mem      value of allocated_mem
points here        stored here

至于aligned_free，它只是读取存储在那里的指针并将其传递给::operator delete。