内存对齐的malloc、realloc、free

来源：互联网发布：2016淘宝市场份额编辑：程序博客网时间：2024/05/16 19:45

最近需要用到内存对齐的内存分配函数，参考网上的一些实现，自己也试着写了一个，经过测试可以使用。欢迎拍砖，微笑。
0.内存对齐的大小

#define CACHE_LINE_SIZE 64  /*内存对齐的大小，我们选用一个cache line的大小*/#define CACHE_LINE_MASK (CACHE_LINE_SIZE - 1)  /*用于计算对齐的掩码*/

1.内存对齐的malloc()

void *al_malloc(size_t size){    void *aligned_memory = NULL;    void *malloced_memory = NULL;    int tmp = 0;    if (size == 0)    {        return NULL;    }    /*如果申请内存的大小小于CACHE_LINE_SIZE，则不进行对齐，以节省空间。*/    if (size < CACHE_LINE_SIZE)     {        /*多申请一个指针大小的空间，用于保存对齐前的地址*/        malloced_memory = malloc(size + sizeof(void *));                 /*得到对齐后的地址*/        aligned_memory = (void *)((char *)malloced_memory + sizeof(void *));         /*保存对齐前的地址*/        ((void **)aligned_memory)[-1] = malloced_memory;         return aligned_memory;    }    /*多申请一个cache line大小的空间，用于对齐操作，或者保存对齐前的地址*/    malloced_memory = malloc(size + CACHE_LINE_SIZE);     /*判断申请到的地址是否已经对齐*/    tmp = (uint64_t)malloced_memory & CACHE_LINE_MASK;     if (tmp == 0)     {        /*如果地址本身已经对齐，则只需保存该地址即可，        但申请到的地址要保存到对齐地址的前一个单元，        因此要将本身已经对齐的地址后移cache line个单元，        那么在申请的时候就应该多申请cache line个单元*/        aligned_memory = (void *)((char *)malloced_memory + CACHE_LINE_SIZE);    }    else    {        /*得到对齐后的地址*/        aligned_memory = (void *)(((uint64_t)malloced_memory + CACHE_LINE_MASK)         & ~CACHE_LINE_MASK);     }    /*保存对齐前的地址*/    ((void **)aligned_memory)[-1] = malloced_memory;     return aligned_memory;}

2.内存对齐的realloc()

void *al_realloc(void *addr, size_t size){    void *real_addr = NULL;     void *malloced_addr = NULL;     void *aligned_addr = NULL;      char *p = NULL;         char *q = NULL;         int delt = 0;           int new_size = 0;      if (addr == NULL)     {        /*如果传入内存首地址为空，则相当于调用malloc()*/        return al_malloc(size);    }    if (size == 0)     {        /*如果传入申请内存大小为0，则相当于调用free()*/        al_free(addr);        return NULL;    }    /*多申请cache line大小的空间*/    new_size = size + CACHE_LINE_SIZE;    /*addr是使用al_malloc()或al_realloc()分配得到的一个对齐地址，    real_addr为addr所指向的内存块对齐前的真实起址*/    real_addr = ((void **)addr)[-1];      /*以内存块的真实首地址为起址，重新申请内存*/    malloced_addr = realloc(real_addr, new_size);     if (malloced_addr == real_addr)      {            /*如果新申请的内存是原内存块的扩展, 则直接返回原来对齐的地址*/            return addr;    }    /*得到原内存块中第一个数据在新内存块中的存储位置*/    addr = (void *)((char *)malloced_addr + ((char *)addr - (char *)real_addr));     /*得到对齐后的地址*/    aligned_addr = (void *)(((uint64_t)malloced_addr + CACHE_LINE_MASK)     & ~CACHE_LINE_MASK);     if (aligned_addr < addr)       {            /*对齐后的地址在第一个数据的前面，则将所有数据向前移动delt个单元*/            delt = addr - aligned_addr;            q = (char *)malloced_addr + new_size - 1;            for (p = (char *)addr; p <= q; p++)            {                    *(p - delt) = *p;            }    } else if (addr < aligned_addr)     {            /*对齐后的地址在第一个数据的后面，则将所有数据向后移动delt个单元*/            delt = aligned_addr - addr;            q = (char *)addr;            for (p = (char *)malloced_addr + new_size - delt - 1; p >= q; p--)            {                    *(p + delt) = *p;            }    }    /*保存对齐前的地址*/    ((void **)aligned_addr)[-1] = malloced_addr;     return aligned_addr;

}

3.内存对齐的free()

void al_free (void *p){    if(p)     {        /*传入要释放的内存块的真实首地址*/        free(((void **)p)[-1]);     }}

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