動態內存申請對齊有什麼意義？

我在書上看見一個動態內存分配器的實現。這個分配器先申請一段內存，然後在把這段內存當作雙端棧通過變換棧頂指針來進行內存分配，實現代碼如下：

//對齊
#define ALIGNUP(naddress,nbytes) ((((uint)naddress)+
(nbytes)-1 ) (~((nbytes)-1)))
//初始化，申請一段空間，BYTEALIGN對齊
int init(size_t tsize,int BYTEALIGN)
{
_byte_alignment = BYTEALIGN;
tsize = ALIGNUP(tsize,_byte_alignment);
_all_allocated_memory = tsize + _byte_alignment;

_pmemory = (u8*)malloc(_all_allocated_memory);
if(!_pmemory)
{
return SYSTEM_MEMORY_SHORT;
}

_pbase = (u8*)ALIGNUP(_pmemory,_byte_alignment);
_pcap = (u8*)ALIGNUP(_pmemory+tsize,_byte_alignment);

_pframe_base = _pbase;
_pframe_cap = _pcap;

return SYSTEM_MEMORY_SUCCESS;
}
//分配
void* alloc(size_t tsize,bool tpos)
{
u8* _pret;

tsize = ALIGNUP(tsize,_byte_alignment);

if(_pframe_base+tsize&>_pframe_cap)
{

return NULL;
}

if(!tpos)
{
_pret = _pframe_base;
_pframe_base += tsize;
}
else
{
_pframe_cap -= tsize;
_pret = _pframe_cap;
}

return (void*)_pret;

}


這個BYTEALIGN應該取多少？（我只知道應該取2的冪，但是具體取多少有沒有什麼要求呢？）另外，這段代碼中使用ALIGNUP對齊有什麼意義？如果不對齊，應該也能工作吧。我只知道在實際內存中進行對齊是為了提高CPU讀取效率，但是這裡應該不存在CPU讀取的問題呀？

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內存對齊絕非僅僅是效率問題，而是內存不對齊在某些情況下程序根本無法正常運行。

題主多用幾種不同 CPU 進行編程，會遇到內存不對齊就直接程序崩潰的情況的。

x86 只是一種內存可以隨意分配無需對齊的特例 CPU 而已。

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1.

BYTEALIGN取決於CPU結構。x86和amd64等不同CPU上可能會有差別。

2.

&> 這裡應該不存在CPU讀取的問題呀

為什麼不存在呢？內存對齊就是為了提高CPU讀取效率。

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既然是和內存管理相關的代碼，

估計對齊是為了能和分頁匹配。

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好管理。

就像一個柜子，如果東西亂七八糟的堆在裡面，想把不用的扔掉，不好找不好扔；就算找出來扔了，它空出來的那個位置想放別的東西，又不見得就遇到一個剛好大小合適的；想整理一下吧，弄不好所有的東西都得倒騰一遍，真麻煩。

改進的辦法就是裝隔板，固定大小的隔板。一格不夠就兩格合併成一格用，即使東西只有1.5格大小，也佔2格。雖然看上去有點浪費，但是好管理。如果想整理一下，可以整格整格的挪，方便。

另：參見 什麼是位元組對齊,為什麼要對齊? - C++

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個人理解了:

為了vectorization..充分利用CPU

參見

1. Data Alignment to Assist Vectorization

2. http://gcc.gnu.org/projects/tree-ssa/vectorization.html

設置正確的編譯器的情況下可以使得速度優化一倍

這種計算和並行還是有點不一樣的

引用一個例子：

foo () {
int i;

for (i=0; i&<256; i++){ a[i] = b[i] + c[i]; } }

這樣a, b, c被對齊了之後，可以成(大意）

foo () {
int i;

for (i=0; i&<256; i+=2){ a[i] = b[i] + c[i]; // a[i+1] = b[i+1] + c[i+1];//這兩部在CPU中會同時執行（即使是單核） } }

所以會快一倍

關於2的冪，這裡面的256應該不是隨便取的啦，和編譯器的優化有關，所以double的只能優化一倍。有個文獻，找不到了。。。

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內存對齊為了：

1. 部分CPU不支持非對齊訪問

2. 大部分匯流排以BURST為單位讀內存，burst通常大於一個位元組，不對齊訪問會讓訪問速度變慢

3.cache讀入一般以cacheline為單位更新。不對齊會佔有多餘cacheline

一般來說，我們會用cacheline為單位對齊，這樣其他問題也得到相應權衡，linux內核還會提供這樣功能的宏。

但如果考慮到polution，對齊的技巧就更複雜了，有興趣可以進一步討論。

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