對齊堆棧上的數據（C++）

Question

此問題特定於MSVC編譯器（特別是2008），但我對非編譯器特定的答案也很感興趣。

我想弄清楚如何對齊堆棧上的字符緩衝區，基於一些任意類型的對齊方式。理想情況下，代碼將改爲：

__declspec(align(__alignof(MyType))) char buffer[16*sizeof(MyType)]; 

不幸的是，這是行不通

錯誤C2059：語法錯誤： '__builtin_alignof'

編譯器只是不喜歡嵌套語句。

我唯一的其他想法是這樣：

char buffer[16*sizeof(MyType)+__alignof(MyType)-1]; 
char * alignedBuffer = (char*)((((unsigned long)buffer) + __alignof(MyType)-1)&~(__alignof(MyType)-1)); 

有誰知道一個更好的方式？看起來declspec的東西應該可以工作，我只是有語法錯誤或什麼的？

感謝您的閱讀:)

Answer 1

更新

檢查羅伯特騎士的回答！使用C++ 11，但比這更乾淨...

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原來的答案

怎麼樣這個討厭的黑客：

namespace priv { 

#define PRIVATE_STATICMEM(_A_) \ 
    template <size_t size> \ 
    struct StaticMem<size,_A_> { \ 
     __declspec(align(_A_)) char data[size]; \ 
     void *operator new(size_t parSize) { \ 
     return _aligned_malloc(parSize,_A_); \ 
     } \ 
     void operator delete(void *ptr) { \ 
     return _aligned_free(ptr); \ 
     } \ 
    }; 

    template <size_t size, size_t align> struct StaticMem {}; 
    template <size_t size> struct StaticMem<size,1> {char data[size];}; 

    PRIVATE_STATICMEM(2) 
    PRIVATE_STATICMEM(4) 
    PRIVATE_STATICMEM(8) 
    PRIVATE_STATICMEM(16) 
    PRIVATE_STATICMEM(32) 
    PRIVATE_STATICMEM(64) 
    PRIVATE_STATICMEM(128) 
    PRIVATE_STATICMEM(256) 
    PRIVATE_STATICMEM(512) 
    PRIVATE_STATICMEM(1024) 
    PRIVATE_STATICMEM(2048) 
    PRIVATE_STATICMEM(4096) 
    PRIVATE_STATICMEM(8192) 

} 

template <typename T, size_t size> struct StaticMem : public priv::StaticMem<sizeof(T)*size,__alignof(T)> { 
    T *unhack() {return (T*)this;} 
    T &unhack(size_t idx) {return *(T*)(data+idx*sizeof(T));} 
    const T &unhack() const {return *(const T*)this;} 
    const T &unhack(size_t idx) const {return *(const T*)(data+idx*sizeof(T));} 
    StaticMem() {} 
    StaticMem(const T &init) {unhack()=init;} 
}; 

看起來嚇人，但你需要的一切，只有一次（在一些隱藏的很好的頭文件:)最好）。然後，您可以通過以下方式使用它：

StaticMem<T,N> array; //allocate an uninitialized array of size N for type T 
array.data //this is a raw char array 
array.unhack() //this is a reference to first T object in the array 
array.unhack(5) //reference to 5th T object in the array 

StaticMem<T,N> array;可以出現在代碼中，還可以作爲一些較大的類的成員（這是我如何使用這個技巧），並當上了分配也應該表現正常堆。

錯誤修復：

的例子的第6行：char data[_A_]校正成char data[size]

Answer 2

你肯定MyType是一個有效的整數次冪？

__declspec(align(#)) declarator 

＃是對準值。有效條目是從 1到8192（字節）的整數次冪，例如2,4,8, 16,32或64.聲明符是您聲明爲對齊的數據 。

- align (C++)

Answer 3

，如果你想聲明在棧上對齊的數據，您不需要執行任何額外的「黑客」。編譯器會照顧到這一點。

如果你希望它是一個字符數組後，只需將其轉換爲char*

試試下面的測試例子來證實：

#include <stdio.h> 

struct UnalignedX { 
    int x; 
}; 

__declspec(align(128)) struct AlignedX { 
    int x; 
}; 

int main() { 
    UnalignedX arr[5]; 
    AlignedX aarr[5]; 
    printf("UnalignedX: %x %x\n",arr,arr+1); 
    printf("AlignedX: %x %x\n",aarr,aarr+1); 
    char *final=(char*)aarr; //this becomes the char array that you asked for 
    return 0; 
}; 

在我的電腦我得到的輸出：

UnalignedX: 14fe68 14fe6c 
AlignedX: 14fb80 14fc00 

在堆上分配數據時，您必須小心對齊（通過malloc或new）

__declspec(align(N))期望N成爲文字。它必須是一個數字，而不是函數調用。

Answer 4

如何ALLOCA（）？ （或者更具體地說，對於MSVC2008，_malloca()）？

分配堆棧上的內存。這是一個帶有安全增強功能的_alloca版本，如CRT中的安全增強所述。

對齊行爲不是跨編譯器標準化的，但對於這一個...

的_malloca例程返回一個空指針所分配的空間，這是保證用於存儲任何適當對準對象的類型。

Answer 5

有同樣的問題。 可以混搭宏（哦恐怖），在一個安全的方式結合align和__alignof：

// `align` und `__alignof` cannot be combined - hence this workaround where you also have to specify the alignment manually (but checked) 
#define ALIGN_FOR_TYPE(TypeName, TypeAlignment)       \ 
    const size_t ALIGN_FOR_TYPE_alignOf##TypeName = __alignof(TypeName); \ 
    BOOST_STATIC_ASSERT(ALIGN_FOR_TYPE_alignOf##TypeName == TypeAlignment); \ 
    __declspec(align(TypeAlignment))         \ 
/**/ 

ALIGN_FOR_TYPE(MyStructType, 4) char StructBuffer[sizeof(MyStructType)]; 

Answer 6

可以一起使用std::aligned_storage與std::alignment_of作爲替代。

#include <type_traits> 

template <class T, int N> 
struct AlignedStorage 
{ 
    typename std::aligned_storage<sizeof(T) * N, std::alignment_of<T>::value>::type data; 
}; 

AlignedStorage<int, 16> myValue; 

這是由MSVC 2008及以上版本支持的。如果您需要將其移植到其他非C++ 11編譯器，則可以使用std::tr1::aligned_storage和std::tr1::alignment_of和<tr1/type_traits>標題。

在上面的代碼中，AlignedStorage<T>::data將是T和T * N大小合適對齊的POD類型（MSVC和GCC中的char []數組）。