Где я могу найти документацию по выравниванию памяти C++ на разных платформах/компиляторах?

Я ищу хороший (всеобъемлющий) документ о выравнивании памяти в C++, типичных подходах, различиях между компиляторами и распространенных ловушках. Просто чтобы проверить правильность моего понимания темы и узнать что-то новое.

Этот вопрос вдохновлен моим ответом на другой вопрос, где я использовал следующую конструкцию:

char const buf[1000] = ...;
unsigned int i = *reinterpret_cast<unsigned int*>(buf + shift); // shift can be anything

Его критиковали за несоответствие правилам выравнивания памяти. Не могли бы вы объяснить в качестве бонуса, почему этот подход ошибочен с точки зрения выравнивания памяти? Пример, когда это не работает, будет высоко оценен. Я знаю, что в целом это плохой подход, но я часто использую его в реализациях сетевых протоколов, так что это скорее практический вопрос, чем теоретический.

Также, пожалуйста, не упоминайте здесь строгие псевдонимы, это для другого вопроса.


c++ memory-alignment
person Andriy Tylychko    schedule 06.09.2011    source источник
comment
Разве сдвиг не кратен размеру слова вашей системы? Вас могли раскритиковать за попытку получить указатель в середине слова (скажем, в середине 32-битного слова), что было бы странно.   -  person Doug T.    schedule 06.09.2011
comment
даже если сдвиг был кратен 4, нет гарантии, что buf начнется с адреса, кратного 4   -  person nos    schedule 06.09.2011
comment
shift может быть что угодно, обновил вопрос   -  person Andriy Tylychko    schedule 06.09.2011
comment
Я просто хотел бы отметить здесь, что многие компиляторы имеют - как нестандартное расширение - директивы выравнивания, которые можно использовать для установки выравнивания структур на 1 - оберните ваш int в структуру с выравниванием по 1, и вы действительно можете разыменовать при любом смещении безопасно. Возникающие накладные расходы зависят от архитектуры вашего процессора; на x86 это не должно быть слишком болезненно.   -  person bdonlan    schedule 06.09.2011

Ответы (3)


arrow_upward
3
arrow_downward

Обзор можно найти в википедии. Подробнее на сайте IBM: Выравнивание данных: выпрямляйтесь и летите правильно

person Community    schedule 06.09.2011

arrow_upward
6
arrow_downward

Массивы char, не распределенные в куче, не имеют особых требований к их выравниванию. Таким образом, ваш буфер из тысячи символов может иметь нечетное смещение. Попытка прочитать int из этого смещения (переосмысленного как очевидный указатель int) приведет либо к снижению производительности, либо даже к ошибке шины на некотором оборудовании, если компилятор не разделит его на отдельные операции чтения + битовой маски.

Распределенные в куче массивы char гарантированно будут выровнены надлежащим образом для хранения объектов любого типа, так что это всегда вариант.

Для хранилища без кучи используйте boost::aligned_storage, что гарантирует правильное выравнивание пространства для общего использования.

person Mark B    schedule 06.09.2011
comment
+1: к сожалению, я не могу принять два ответа, поэтому я должен принять другой, который ответил на главный вопрос - person Andriy Tylychko; 06.09.2011

arrow_upward
0
arrow_downward

Представьте себе случай, когда адреса должны быть выровнены по 16 байтам, как, например, в PS3. А затем представьте, что сдвиг == 1. Тогда это наверняка будет не 16-байтовый выровненный указатель, который не будет работать на этой машине.

person Roel Van Nyen    schedule 06.09.2011