分配一個對齊的結構數組

Question

我想分配一個結構數組，我希望每個結構對齊到64個字節。

我想這（這僅適用於Windows現在），但它不工作（我試圖用VS2012和VS2013）：

struct __declspec(align(64)) A 
{ 
    std::vector<int> v; 

    A() 
    { 
     assert(sizeof(A) == 64); 
     assert((size_t)this % 64 == 0); 
    } 

    void* operator new[] (size_t size) 
    { 
     void* ptr = _aligned_malloc(size, 64); 
     assert((size_t)ptr % 64 == 0); 
     return ptr; 
    } 

    void operator delete[] (void* p) 
    { 
     _aligned_free(p); 
    } 
}; 

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
    A* arr = new A[200]; 
    return 0; 
} 

斷言((size_t)this % 64 == 0)符（模返回16）。它看起來像是在它的結構只包含簡單類型，但在包含容器（或其他一些std類）時破壞。

我做錯了什麼？有沒有辦法做到這一點？ （最好是C++ 03兼容，但在VS2012中工作的任何解決方案都可以）。

編輯： 作爲暗示由Shokwav，這個工程：

A* arr = (A*)new std::aligned_storage<sizeof(A), 64>::type[200]; 
// this works too actually: 
//A* arr = (A*)_aligned_malloc(sizeof(A) * 200, 64); 
for (int i=0; i<200; ++i) 
    new (&arr[i]) A(); 

因此，它看起來像它涉及到使用新的[] ...我很好奇，如果任何人有一個解釋。

Answer 1

我想知道爲什麼你需要這麼大的對齊要求，而且要在結構中存儲一個動態堆分配對象。但是，你可以這樣做：

struct __declspec(align(64)) A 
{ 
    unsigned char ___padding[64 - sizeof(std::vector<int>)]; 
    std::vector<int> v; 

    void* operator new[] (size_t size) 
    { 
     // Make sure the buffer will fit even in the worst case 
     unsigned char* ptr = (unsigned char*)malloc(size + 63); 

     // Find out the next aligned position in the buffer 
     unsigned char* endptr = (unsigned char*)(((intptr_t)ptr + 63) & ~63ULL); 
     // Also store the misalignment in the first padding of the structure 
     unsigned char misalign = (unsigned char)(endptr - ptr); 
     *endptr = misalign; 
     return endptr; 
    } 

    void operator delete[] (void* p) 
    { 
     unsigned char * ptr = (unsigned char*)p; 
     // It's required to call back with the original pointer, so subtract the misalignment offset 
     ptr -= *ptr; 
     free(ptr); 
    } 
}; 

int main() 
{ 
    A * a = new A[2]; 
    printf("%p - %p = %d\n", &a[1], &a[0], int((char*)&a[1] - (char*)&a[0])); 
    return 0; 
} 

，我沒有你的align_malloc和免費的功能，所以我提供了實現是這樣做的：

1. 它分配較大的，以確保它適合在64字節的邊界
2. 它計算從分配到最接近的64字節邊界的偏移量
3. 它將「偏移量」存儲在第一個結構的填充中（否則我將需要每次更大的分配空間）
4. 這是用來原來的指針計算回免費（）

輸出：

0x7fff57b1ca40 - 0x7fff57b1ca00 = 64 

警告：如果在你的結構沒有填充，然後上面會損壞方案數據，因爲我將把misalignement偏移量存儲在將由內部成員的構造函數覆蓋的地方。 請記住，當您執行「new X [n]」時，「n」必須存儲在「某處」，因此在調用delete []時，將會執行對析構函數的「n」調用。通常，它存儲在返回的內存緩衝區之前（新的可能會分配所需的大小+4來存儲元素的數量）。這裏的計劃避免了這一點。

另一個警告：因爲C++調用該運營商，包括在尺寸存儲單元陣列的數一些額外的填充，你可能仍然得到您的對象在返回的地址指針「轉移」。你可能需要考慮它。這是std :: align所做的，它需要額外的空間，像我一樣計算對齊並返回對齊的指針。但是，由於在從new（）返回之後發生的「計數存儲」移位，所以無法在新的[]超載中完成這兩個操作。但是，您可以通過一次分配來計算「計數存儲」空間，並在新的[]實施中相應地調整偏移量。