C 无锁算法的指针对齐

当使用calloc时，指向新分配内存的指针至少与一定数量的最低有效位对齐，这意味着最低有效位（作为标记的指针）可用于无锁算法，实际上通常用于这些算法。我在linux ubuntu服务器（x86_64 GNU/linux，3.10.23-xxxx-std-ipv6-64-vps）上测试内存菜单功能，从我的实验来看，似乎4个最低有效位被设置为0。从我所读到的内容来看，指针对齐方式是将表示为uintptr的指针除以4（对齐到2个最低有效位）

从POSIX（linux）中的内存菜单系统获得的新分配内存指针中，在初始内存分配过程中始终设置为0的最低有效位的最小数目是多少

linux系统上可用作标记指针（如无锁算法）的最低有效位的最大数量是多少

如何强制编译器将新分配的指针和最低有效位的exect数对齐

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指针的对齐是否会影响系统的整体性能，以及如何影响？

我恐怕无法回答您的整个问题，但我可以从以下方面开始：

指针对齐可能不仅会改变性能，而且是使代码正常工作所必需的。特别是对于ARM处理器之类的东西，如果指针未对齐，则无法读取大于1字节的数字。这样做将导致错误

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例如，如果我使用大数据流，我更喜欢将数据对齐，以便可以同时读取更多字节，而不是逐字节读取，这将花费更多的时间/CPU

在x86/x86_64上体系结构读/写未对齐的内存需要付出性能成本，因为您将需要两个内存操作，而不是一个：与内存之间的总线操作总是对齐的。 在GNU/Linux上，您可以使用posix_memalign&C在用户空间中获得堆对齐内存（man memalign）

例如，有些编译器还支持宏来获得堆栈上的对齐内存

/* GCC align declarator */
#define MYMEMALIGN(x, y) x __attribute__( (aligned( y )) )
#endif

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但我猜这是不可移植的解决方案。

由于许多相关原因，对齐在优化中很重要：

• 缓存线的有效使用
• 避免禁用预取逻辑
• 矢量寄存器/指令的最佳使用（SSE、AVX）
• 特别是在涉及I/O时，内存页对齐也很重要

您可以在此处找到有关英特尔体系结构的非常好的参考资料：

快速回答您的问题：

新数据中最低有效位的最小数目是多少 分配的内存指针，从中的内存菜单系统获取 POSIX（linux），在初始内存期间始终设置为0 分配过程

这实际上取决于您所说的CPU/体系结构

可以使用的最低有效位的最大数量是多少 在linux系统上用作标记指针（例如，无锁算法）

与前者相同：您应该使用<代码> STD:：原子或Boo:：原子< /代码>，以便具有某种可移植性，如果C++是选项。

在英特尔体系结构上，如果数据正确对齐，32位、x86_32和x86_64的内存加载和存储是原子的

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如果您真的喜欢这种低级别，请不要忘记查看内存语义、内存围栏等（“上述手册中的围栏说明”）

没有设置为0的最低有效位的“最小”或“最大”数。内存对齐高度依赖于平台。您所知道的是，系统通常有一种限制内存对齐的类型，

malloc（）

和其他内存分配函数总是返回一个指针，该指针适合最严格的类型（因此可以与任何类型一起使用）为什么你认为内存对齐和无锁算法之间有关系？我想你可能想阅读。通常，内存对齐基于sizeof（double）。如果调用手册页中的函数，则可以更改。@Robert Jacobs内存对齐和无锁算法之间的关系是在能够使用标记指针的情况下。要补充@Sigismondo的优秀答案，请注意：如果内存未对齐，某些SSE/AVX指令会生成总线错误。在最近的英特尔CPU上，未对齐加载/存储的惩罚为零，除非数据穿过缓存线。而且可能会因为跨页线而受到更大的惩罚。因此，尝试对齐数据仍然是一个好主意，但是对于需要在数据中使用不同偏移量的情况，对于未对齐的数据有很好的硬件支持。