对齐C++指针位置的目的是什么

Question

我正在阅读计算机视觉开源库OPENCV的源代码。我对这个功能感到困惑：

#define CV_MALLOC_ALIGN 16
void* fastMalloc( size_t size )
{
    uchar* udata = (uchar*)malloc(size + sizeof(void*) + CV_MALLOC_ALIGN);
    if(!udata)
        return OutOfMemoryError(size);
    uchar** adata = alignPtr((uchar**)udata + 1, CV_MALLOC_ALIGN);
    adata[-1] = udata;
    return adata;
}

/*!
  Aligns pointer by the certain number of bytes

  This small inline function aligns the pointer by the certian number of bytes by
  shifting it forward by 0 or a positive offset.
 */
template<typename _Tp> static inline _Tp* alignPtr(_Tp* ptr, int n=(int)sizeof(_Tp))
{
    return (_Tp*)(((size_t)ptr + n-1) & -n);
}

fastMalloc用于为指针分配内存，调用malloc函数，然后调用alignPtr。我不太明白为什么在分配内存后调用alignPtr？我的基本理解是这样做可以让机器更快地找到指针。可以在互联网上找到有关此问题的一些参考资料吗？对于现代计算机来说，还有必要进行这样的操作吗？任何想法将不胜感激。

Answer 1

一些平台要求某些类型的数据出现在某些字节边界上（例如：- 一些编译器要求 指针存储在 4 字节边界上 ）。

这称为对齐，它需要在对象数据内（可能在对象数据的末尾）进行额外填充。

如果编译器没有找到正确的对齐方式，或者在读取该数据时可能存在性能瓶颈（因为需要读取两个块才能获取相同的数据），编译器可能会中断。

根据评论进行编辑：-

程序的内存请求通常由内存分配器处理。一种这样的内存分配器是 fixed-size allocator。固定大小分配 return 指定大小的块，即使请求的内存小于该特定大小。所以，在这样的背景下，让我试着解释一下这里发生了什么：-

uchar* udata = (uchar*)malloc(size + sizeof(void*) + CV_MALLOC_ALIGN);

这将分配等于 memory_requested + random_size 的内存量。这里 random_size 正在填补空白以使其适合为固定分配方案指定的大小。

uchar** adata = alignPtr((uchar**)udata + 1, CV_MALLOC_ALIGN);

这是在尝试将指针对齐到特定边界，如上所述。

Answer 2

它分配的块比要求的大一点。

然后它将 adata 设置为下一个正确分配字节的地址（添加一个字节，然后四舍五入到下一个正确对齐的地址）。

然后将原来的指针存入新地址之前。我假设这稍后用于释放最初分配的块。

然后我们return新地址。

这只有在 CV_MALLOC_ALIGN 比 malloc 保证更严格的对齐时才有意义 - 也许是缓存行？

对齐C++指针位置的目的是什么

What's the purpose of align C++ pointer position

c++

opencv

pointers