c - sizeof 保证位对齐的一个实现

Question

define 语句是:

#define _INTSIZEOF(n)   ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )

有人告诉我目的是位对齐。
我想知道它是如何工作的，提前谢谢。

Answer 1

上面的宏只是将 n 的大小对齐到最近的大于或等于 sizeof(int) 边界。

将值a 对齐到最近的大于或等于任意 边界b 的基本算法是

1. 将a 除以b 四舍五入，然后
2. 再次将商乘以b。

在无符号(或正值)领域，第一步是通过以下流行技巧实现的

q = (a + b - 1) / b
// where `/` is ordinary C-style integer division (rounding down)
// Now `q` is `a` divided by `b` rounded up

结合第二步，我们得到以下结果

aligned_a = (a + b - 1) / b * b

在 aligned_a 中，您可以获得所需的对齐值。

将此算法应用于手头的问题，将得出以下 _INTSIZEOF 宏的实现

#define _INTSIZEOF(n)\
  ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) / sizeof(int) * sizeof(int) )

这已经足够好了。

但是，如果您事先知道对齐边界是 2 的幂，则可以通过将除法+乘法序列替换为简单的按位运算来“优化”计算

aligned_a = (a + b - 1) & ~(b - 1)

这正是 _INTSIZEOF 宏的上述原始实现中所做的。

这种“优化”可能对某些编译器有意义(尽管我希望现代编译器能够自行解决)。但是，考虑到上面的 _INTSIZEOF(n) 宏显然旨在用作编译时表达式(它不依赖于任何运行时值，除非 VLA 对象/类型作为 n)，以这种方式优化它没有多大意义。