组装 - 堆对齐 - x86 intel

Posted 2023-03-05

【中文标题】组装 - 堆对齐 - x86 intel

【英文标题】：Assembly - Heap alignment - x86 intel

【发布时间】：2015-11-20 15:29:44

【问题描述】：

我想我理解堆栈对齐是 4 字节，例如如果我只添加一个字符，他的地址将在 4 字节的右侧（如果还有其他 1 或 2 字节变量，则稍早）

我仍然无法理解堆中的对齐方式，我认为有 4 字节或 8 字节对齐，但事情是这样的，当我分配 100 和 20 字节时，第一个结尾之间有 4 个字节和第二个的开头，所以我猜堆会使用 8bytes 对齐。

通过连续分配 1 4 7 8 9 14 16 17 个字节，我注意到 1、4、7、8、9 每个占用 16 个字节，而 14 16 17 占用 24 个字节，为什么会这样？

我正在使用 C/C++ 并使用 malloc 进行分配（与 new 相同）。

谢谢。

【问题讨论】：

可能取决于你如何分配这些东西，你没有展示出来。

对不起，我使用 C/C++，我用 malloc 分配它们。

【参考方案1】：

在 Windows 上，malloc 函数被记录为返回对齐 32 位应用程序的 8 字节边界和 64 位应用程序的 16 字节边界的内存。在 Linux 上，它只说它返回“适合任何类型的变量对齐的内存”，但它可能也是 8 和 16。

最重要的是，malloc 需要保留额外的内存来存储管理堆所需的跟踪数据。这意味着当您请求 N 个字节时，malloc 实际上将使用 N+X 个字节，其中 X 是常量并取决于实现。

【讨论】：

谢谢，我确实在使用Linux，分配1字节需要16字节（15个额外字节）而分配100需要104字节仍然很奇怪。管理堆的这些额外字节是否有名称，以便我可以做一些研究？或者你有任何文档页面吗？

@x4rkz 大约1个字节需要16个，分配机制可能没那么简单。也许分配 104 或 105 字节将使用 112 ？如果是这种情况，也许附加数据也需要某种对齐方式。关于附加数据本身，我不知道它是如何工作的，但我认为它是指向某个 malloc 状态结构的指针。我不确定它有一个特殊的名字。

Windows x64 和 x86-64 System V ABI 都具有alignof(max_align_t) = 16 (godbolt.org/z/4dKhfeqhn)，因此您可以保证从 malloc 中对齐（至少对于至少 16 个字节的分配；在理论上，较小的分配可能不太对齐，因为它无论如何都不能容纳 16 字节类型）。但是，是的，在 32 位代码中，malloc 可能只给你 8 字节对齐，或者如果没有任何带有alignof(T) == 8 的类型，理论上只有 4 个。 （大多数现代 32 位 x86 实现选择为性能提供 8，以防它用于 double 或其他东西。）

【参考方案2】：

对齐只是某事物开始的位置：它的地址将是 A 的倍数。内存管理器将这些分配放在哪里，以及为什么，完全是它的业务，并且可能（部分）依赖于在您的程序之外的计算机中发生的其他事情。这意味着您无法通过“下一个”分配的位置来确定上一个分配的“大小”（虽然它可能在您的程序旁边，但它可能不在内存管理器旁边）；事实上，“下一个”分配可能有一个较小的地址（例如，如果在此期间释放了较低的内存）。