Question

我正在尝试在一段代码上实现SSE向量化，我需要将1D数组与16字节内存对齐。但是，我已经尝试了几种方法来分配16字节内存对齐数据，但它最终是4字节内存对齐。

我必须使用Intel icc编译器。这是我正在测试的示例代码：

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>

  void error(char *str)
  {
   printf("Error:%s\n",str);
   exit(-1);
  }

  int main()
  {
   int i;
   //float *A=NULL;
   float *A = (float*) memalign(16,20*sizeof(float));

   //align
   // if (posix_memalign((void **)&A, 16, 20*sizeof(void*)) != 0)
   //   error("Cannot align");

    for(i = 0; i < 20; i++)
       printf("&A[%d] = %p\n",i,&A[i]);

        free(A);

         return 0;
   }

这是我得到的输出：

 &A[0] = 0x11fe010
 &A[1] = 0x11fe014
 &A[2] = 0x11fe018
 &A[3] = 0x11fe01c
 &A[4] = 0x11fe020
 &A[5] = 0x11fe024
 &A[6] = 0x11fe028
 &A[7] = 0x11fe02c
 &A[8] = 0x11fe030
 &A[9] = 0x11fe034
 &A[10] = 0x11fe038
 &A[11] = 0x11fe03c
 &A[12] = 0x11fe040
 &A[13] = 0x11fe044
 &A[14] = 0x11fe048
 &A[15] = 0x11fe04c
 &A[16] = 0x11fe050
 &A[17] = 0x11fe054
 &A[18] = 0x11fe058
 &A[19] = 0x11fe05c

每次都是4字节对齐，我使用了memalign，posix memalign。由于我在Linux上工作，我不能使用_mm_malloc也不能使用_aligned_malloc。当我尝试使用_aligned_attribute（我认为它仅适用于gcc）时，我收到内存损坏错误。

任何人都可以协助我在linux平台上为icc准确生成16字节内存对齐数据。

Answer 1

您分配的内存是16字节对齐的。请参阅：
&A[0] = 0x11fe010
但是在float的数组中，每个元素是4个字节，所以第二个是4字节对齐。

您可以使用一个结构数组，每个结构包含一个浮点数，并带有aligned属性：

struct x {
    float y;
} __attribute__((aligned(16)));
struct x *A = memalign(...);

Answer 2

memalign函数返回的地址为0x11fe010，是0x10的倍数。所以功能正在做正确的事情。这也意味着您的数组在16字节边界上正确对齐。稍后您要做的是在数组中打印类型float的每个下一个元素的地址。由于float大小恰好是4个字节，因此每个下一个地址将等于前一个地址+4。例如，0x11fe010 + 0x4 = 0x11FE014。当然，地址0x11FE014不是0x10的倍数。如果要在16字节边界上对齐所有浮点数，则每个元素必须浪费16 / 4 - 1个字节。仔细检查您正在使用的内在函数的要求。

Answer 3

AFAIK，memalign和posix_memalign正在开展工作。

&A[0] = 0x11fe010

这与16字节对齐。

&A[1] = 0x11fe014

执行&A[1]时，您告诉编译器将一个位置添加到float指针。它将不可避免地导致：

&A[0] + sizeof( float ) = 0x11fe010 + 4 = 0x11fe014

如果您希望向量中的每个元素与16个字节对齐，则应考虑声明一个16字节宽的结构数组。

struct float_16byte
{
    float data;
    float padding[ 3 ];
}
    A[ ELEMENT_COUNT ];

然后，您必须为ELEMENT_COUNT（在您的示例中为20）变量分配内存：

struct float_16byte *A = ( struct float_16byte * )memalign( 16, ELEMENT_COUNT * sizeof( struct float_16byte ) );

Answer 4

我在Wikipedia上找到了这段代码：

Example: get a 12bit aligned 4KBytes buffer with malloc()

// unaligned pointer to large area
void *up=malloc((1<<13)-1);
// well aligned pointer to 4KBytes
void *ap=aligntonext(up,12);

where aligntonext() is meant as: 
move p to the right until next well aligned address if
not correct already. A possible implementation is

// PSEUDOCODE assumes uint32_t p,bits; for readability
// --- not typesafe, not side-effect safe
#define alignto(p,bits) (p>>bits<<bits)
#define aligntonext(p,bits) alignto((p+(1<<bits)-1),bits)

Answer 5

我个人认为您的代码是正确的，适用于英特尔SSE代码。当您将数据加载到XMM寄存器时，我相信处理器只能从主存储器加载4个连续的浮点数据，第一个浮点数据对齐16个字节。

简而言之，我相信你所做的正是你想要的。

Answer 6

您也可以在VS中使用它。

__declspec(align(16)) struct x {
    long long a;
    long long b;
    char c;
};

代替此

struct x {
    float y;
} __attribute__((aligned(16)));

如何分配16byte内存对齐数据

6 个答案: