C++/Linux 出于性能原因对齐字符数组？

Question

我正在 Linux 上用 C++ 编写一些代码，我在其中创建了一个用于字节处理的大型 char 数组。读了一些书后，我想知道我是否应该在 16 字节边界上对齐数组，显然这可以让 CPU 利用 SSE？

如果是这样，我如何告诉 GCC 编译器我希望数组对齐的位置？

Answer 1

内存对齐不会直接导致 GCC 生成 SSE 代码。如果你真的想让 GCC 生成 SSE 代码，你应该至少使用以下之一:

1. GCC Optimize Options像 -msse, -mtune.

2. 程序集，或 Inline Assembly

3. GCC Vector Extensions

在第1点中，是否产生SSE指令仍然取决于编译器，而在第2点和第3点中，SSE指令肯定会产生。

由于SSE中涉及到XMM寄存器，所以很多SSE指令对于128位确实需要严格的内存对齐。您可以使用 GCC Type Attributes __attribute__ ((aligned (N))) 在你的类型定义上以确保这一点。

注意:内存对齐不仅受益于 SSE 指令的潜在使用，还受益于原子指令的使用和高效的缓存操作。在许多平台中，一条指令只有在访问内存时才是原子的对齐其大小。同时，缓存通常以稳定映射到内存的行组的形式组织，如果越过缓存行边界，则需要多访问一次。

另请注意:malloc 仅确保返回适合任何内置类型对齐的指针(参见malloc 手册页)。如果你想对齐自己定义的结构，你仍然应该使用 GCC Type Attributes __attribute__ ((aligned (N))) 上面提到过。