如何在 C 中分配和释放对齐的内存

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何在 C 中分配和释放对齐的内存

【英文标题】：How to allocate and free aligned memory in C

【发布时间】：2010-12-27 12:17:21

【问题描述】：

如何分配与 C 中特定边界对齐的内存（例如，缓存行边界）？我正在寻找类似 malloc/free 的实现，它在理想情况下应尽可能便携——至少在 32 位和 64 位架构之间。

编辑添加：换句话说，我正在寻找类似于（现在已过时？）memalign 函数的东西，可以使用 free 释放。

【问题讨论】：

您是否检查过这两个答案：***.com/questions/227897/… 和 ***.com/questions/1855896/…？

不是我想要的。我想要功能更像 malloc 的东西，返回一个值，即对齐的指针，然后有另一个类似于 free 的函数，在该指针上调用。应用您指出的解决方案需要传递两个值，或者在需要时重新计算对齐方式。我正在寻找类似于 memalign 的东西。感谢您指出这些答案。

在合适的机器上有posix_memalign() - 与memalign()有不同的界面。

aligned malloc() in GCC?的可能重复

【参考方案1】：

这里有一个解决方案，它封装了对 malloc 的调用，为对齐目的分配了一个更大的缓冲区，并将原始分配的地址存储在对齐的缓冲区之前以供以后调用 free。

// cache line
#define ALIGN 64

void *aligned_malloc(int size) 
    void *mem = malloc(size+ALIGN+sizeof(void*));
    void **ptr = (void**)((uintptr_t)(mem+ALIGN+sizeof(void*)) & ~(ALIGN-1));
    ptr[-1] = mem;
    return ptr;


void aligned_free(void *ptr) 
    free(((void**)ptr)[-1]);

【讨论】：

使用新标准，您应该考虑将转换为long 替换为uintptr_t

@Jermoe 特别是代码在 64 位 Windows 上不起作用

@Jerome — 你说malloc(size+ALIGN+sizeof(void*)) 而不是malloc(size+ALIGN-1+sizeof(void*)) 有什么特别的原因吗？如果您要对齐 n 字节边界，那么您最多只需要 n – 1 个额外字节。

这段代码在 return 语句中使用 void** 有点令人困惑。

可以用+ALIGN-1代替+ALIGN吗？ void aligned_malloc(int size) void *mem = malloc(size+ALIGN-1+sizeof(void)); void ptr = (void)((long)(mem+ALIGN-1+sizeof(void*)) & ~(ALIGN-1)); ptr[-1] = 内存；返回指针；

【参考方案2】：

使用posix_memalign/free。

int posix_memalign(void **memptr, size_t alignment, size_t size); 

void* ptr;
int rc = posix_memalign(&ptr, alignment, size);
...
free(ptr)

posix_memalign 是memalign 的标准替代品，正如您所提到的，它已经过时了。

【参考方案3】：

你用的是什么编译器？如果你在 MSVC 上，你可以试试 _aligned_malloc() 和 _aligned_free()。

【讨论】：

Sun 的 Solaris/SPARC 编译器和 Linux/x86 的 gcc 编译器

看起来 Sun 支持 memalign()：docs.sun.com/app/docs/doc/816-5168/malloc-3c?a=view 我没有看到任何迹象表明 memalign() 在当前 glibc 中已被弃用：cvs.savannah.gnu.org/viewvc/libc/malloc/…

有效链接：_aligned_free、_aligned_malloc。