Speicherausrichtung: Wie benutzt man alignof / alignas?

Die Ausrichtung ist eine Einschränkung, auf welchen Speicherpositionen das erste Byte eines Werts gespeichert werden kann. (Es ist erforderlich, um die Leistung auf Prozessoren zu verbessern und die Verwendung bestimmter Anweisungen zu ermöglichen, die nur für Daten mit einer bestimmten Ausrichtung funktionieren, z. B. SSE müssen auf 16 Byte und AVX auf 32 Byte ausgerichtet werden .)

Die Ausrichtung von 16 bedeutet, dass Speicheradressen, die ein Vielfaches von 16 sind, die einzigen gültigen Adressen sind.

alignas

ausrichtung auf die erforderliche Anzahl von Bytes erzwingen (cppreference erwähnt dies nicht, aber ich denke, Sie können nur auf Potenzen von 2 ausrichten: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, ...)

#include <cstdlib>
#include <iostream>

int main() {
    alignas(16) int a[4];
    alignas(1024) int b[4];
    printf("%p\n", a);
    printf("%p", b);
}

beispielausgabe:

0xbfa493e0
0xbfa49000  // note how many more "zeros" now.
// binary equivalent
1011 1111 1010 0100 1001 0011 1110 0000
1011 1111 1010 0100 1001 0000 0000 0000 // every zero is just a extra power of 2

das andere Schlüsselwort

alignof

ist sehr praktisch, sowas kann man nicht machen

int a[4];
assert(a % 16 == 0); // check if alignment is to 16 bytes: WRONG compiler error

aber du kannst tun

assert(alignof(a) == 16);
assert(alignof(b) == 1024);

beachten Sie, dass dies in Wirklichkeit strenger ist als eine einfache "%" -Operation (Modul). Tatsächlich wissen wir, dass etwas, das auf 1024 Bytes ausgerichtet ist, notwendigerweise auf 1, 2, 4, 8 Bytes ausgerichtet ist, aber

 assert(alignof(b) == 32); // fail.

Genauer gesagt gibt "alignof" die größte Potenz von 2 an, zu der etwas ausgerichtet ist.

Außerdem ist alignof eine gute Möglichkeit, die Mindestanforderung für die Ausrichtung grundlegender Datentypen im Voraus zu kennen (es wird wahrscheinlich 1 für Zeichen, 4 für Float usw. zurückgeben).

Immer noch legal:

alignas(alignof(float)) float SqDistance;

Etwas mit einer Ausrichtung von 16 wird dann an der nächsten verfügbaren Adresse platziert, die ein Vielfaches von 16 ist. (Es kann ein implizites Auffüllen von der zuletzt verwendeten Adresse geben.).