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[請益] memory aligment

看板Soft_Job標題[請益] memory aligment作者
suscym
(DoDreamEr)
時間推噓25 推:25 噓:0 →:55

大家好,最近針對對齊部分想進一步了解

在stackoverflow上看到這個問題

The memset_16aligned function requires a 16-byte aligned pointer passed to it,or it will crash.
a) How would you allocate 1024 bytes of memory, and align it to a 16 byte
boundary?
b) Free the memory after the memset_16aligned has executed.


Ans:

{
void *mem = malloc(1024+15);
void *ptr = ((uintptr_t)mem+15) & ~ (uintptr_t)0x0F;
memset_16aligned(ptr, 0, 1024);
free(mem);
}

==============================
題目有人講意思講的不精確,應該講塞的下1024B且對移16Byte~
我這邊想問兩個問題請教


(1) 為何malloc(1024"+15")? 看網站上是說要確定size足夠
但是1024本身不是已經是足夠的嗎?

(2) ((uintptr_t)mem+15) & ~ (uintptr_t)0x0F;
這部分我有看到wiki也是這樣列公式,但是自己待一些16進位位置還是感覺不大

我自己第一個想法是mem+16 & ~.... , 雖然也是可行
但大家說15就足夠,這部分是為什麼呢?



以上請大家指教 3Q

--

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bcew11/05 15:00這是假設malloc得到的起點會亂飄,要用&(~(0xF))修成16 byte

bcew11/05 15:00 aligned,在修的過程最多只會減15而已0x123F & (~(0xF)) =

bcew11/05 15:00 0x1230

suscym11/05 15:19那請問為何size部分 1024要+15呢

maik06011/05 15:49若mem指到0x1231, 而ptr要對齊的位置是0x1240, 多用了15

maik06011/05 15:50所以一開始size就多要了15byes, 不然會爆掉 ?

KaryuuIssen11/05 16:13因為你+16可能會浪費16bytes 如同上面兩位舉的例子:

KaryuuIssen11/05 16:14(0x1230+16)&(~ 0xF)=0x1240 但0x1230本身就已符合

ucrxzero11/05 18:15Upbound公式是(byte+align-1)/align

ucrxzero11/05 18:17Lowerbound公式是byte/align

ucrxzero11/05 18:19&~0x0F就是強制對齊16

ucrxzero11/05 18:19+16回錯啦

ucrxzero11/05 18:19

ucrxzero11/05 18:20你少考慮了原本就是16進位的狀況

ucrxzero11/05 18:20*16對齊

ucrxzero11/05 18:27簡單來說就是取upbound 的概念 這題就沒問題了

ucrxzero11/05 18:28lowerbound可能會導致ptr小於mem

ucrxzero11/05 18:28所以一定是取upperbound

ucrxzero11/05 18:29是說先別管我最前面兩推的公式,只是感覺那很重要你以

ucrxzero11/05 18:29後一定會遇到

bcew11/05 18:39如前面m大說的,要確保修正後的ptr,指向的1024B都是自己mal

bcew11/05 18:39loc的,就是先多要15,ptr+15後再用&修正(扣掉不align部分)

ucrxzero11/05 18:39而且答案其實沒有考慮到最尾巴(多出來尾部使用) 的pa

ucrxzero11/05 18:39dding部分

ucrxzero11/05 18:40只是我最前面upperbound用除法這題用NAND而已

ucrxzero11/05 18:41更正 clear flag

ucrxzero11/05 18:43其實答案沒處理結尾padding的處理讓人有點解一半的感覺

ucrxzero11/05 18:45是說我最前面兩推的公式是整數除法喔(無條件捨去

ucrxzero11/05 18:47阿靠腰我前面的兩個公式忘記還要乘以align

ucrxzero11/05 18:47不過概念對就好

ucrxzero11/05 18:51重點就是取16的upbound 其他都不用管

wulouise11/05 19:55可以順便貼原始link嗎?

https://stackoverflow.com/questions/381244/purpose-of-memory-alignment

bcew11/05 21:34有點好奇u大的沒處理padding是什麼,function用ptr,free用m

bcew11/05 21:34em,應該是沒overflow也沒leak。

ucrxzero11/05 22:10不是upperbound是rounddown才對= = C++STL用太多了SORRY

ucrxzero11/05 22:10*roundup

ucrxzero11/05 22:11to bcew : 這樣會浪費一點點最後的空間

ucrxzero11/05 22:11是round-up round-down才對 ==

ucrxzero11/05 22:14破英文

ucrxzero11/05 22:25to bcew: 不會怎麼樣 但是 那個多出來的空間不會被mark

ucrxzero11/05 22:25不會被使用

ucrxzero11/05 22:26是不是有寫法讓padding也是16對齊??這個才對吧我想

ucrxzero11/05 22:26要不然樓主找的答案會浪費很多空間,那為啥我不要直接分

ucrxzero11/05 22:26配 2048就好 爽到爆~

ucrxzero11/05 22:26同意?

ucrxzero11/05 22:27網路差 打字一職片段

ucrxzero11/05 22:59是說我錯了 因為分配完才知道mem的起始位置~

ucrxzero11/05 22:59以上都當我放屁

Bencrie11/05 23:00不是有 posix_memalign 可以用?

taffy128s11/05 23:04一串未16-byte aligned 的空間 有可能

taffy128s11/05 23:04頭多1尾多15

taffy128s11/05 23:04頭多2尾多14

taffy128s11/05 23:04...

taffy128s11/05 23:04頭多15尾多1

taffy128s11/05 23:04最壞情況是頭多15尾多1 對吧

taffy128s11/05 23:04所以我無論如何 只要補15讓尾巴變16

taffy128s11/05 23:04開頭位址再 & ~0x0F 就可以了 是吧

ucrxzero11/05 23:06對對對你說的都對

ucrxzero11/05 23:08就是 round-up而已= =

bcew11/05 23:09to u大:要滿足起點對齊16B,總量1024B,使用1039B滿足需求,

bcew11/05 23:09不管什麼組合都是前後共15B沒用到,我覺得已經是最小浪費了

bcew11/05 23:09,用更小的空間就有某條件不能滿足。

taffy128s11/05 23:11恩恩 不用這摸激動 我只是提出另一個講法 看看能不能幫

taffy128s11/05 23:11助原po

ucrxzero11/05 23:12我本來是想說分配的時候就決定結尾突然想到這是OS的事情

ucrxzero11/05 23:12很棒GOOD

bcew11/05 23:14果然是有誤會^^

wulouise11/05 23:18原本SO問題的答案很詳細,有另外提到aligned_alloc 可用

Apache11/06 00:04大師

感謝大家熱烈的解答~ 高手真多 不然這部分網路上幾乎都是外國的討論

※ 編輯: suscym (114.137.100.199 臺灣), 11/06/2020 08:52:44

suscym11/06 09:51那實作上 似乎可以先判斷+15前本身是否已是16的倍數 是的

suscym11/06 09:52 話就可以不用做後面的事 省時間省memory(不用多配15) 這

suscym11/06 09:52樣對嗎? 還是其實多了這判斷反而不會比較有效率

ucrxzero11/06 10:11你跟我錯一樣的地方欸你要怎麼確認配的mem是16倍數 那

ucrxzero11/06 10:11時候malloc都配完了 原子操作(malloc)就是不讓你這樣子

ucrxzero11/06 10:17那你無限迴圈malloc free 到mem有16對齊好了 我記得lin

ucrxzero11/06 10:17ux是 best fit 只能慢慢等

CoNsTaR11/06 13:21realloc 的成本和 +15 的成本二選一而已啊

ucrxzero11/06 13:36

wulouise11/07 08:47我記得gnu是alloc一定會給alingned過的

ucrxzero11/07 11:04我也覺得奇怪