Question

我是使用SSE / SSE2指令优化代码的新手，直到现在我还没有走得太远。据我所知，一个常见的SSE优化函数如下所示：

void sse_func(const float* const ptr, int len){
    if( ptr is aligned )
    {
        for( ... ){
            // unroll loop by 4 or 2 elements
        }
        for( ....){
            // handle the rest
            // (non-optimized code)
        }
    } else {
        for( ....){
            // regular C code to handle non-aligned memory
        }
    }
}

但是，如何正确确定内存ptr是否指向对齐，例如16字节？我认为我必须包含非对齐内存的常规C代码路径，因为我无法确保传递给此函数的每个内存都将对齐。使用内在函数将未对齐内存中的数据加载到SSE寄存器中似乎非常慢（甚至比常规C代码慢）。

提前谢谢你......

Answer 1

#define is_aligned(POINTER, BYTE_COUNT) \
    (((uintptr_t)(const void *)(POINTER)) % (BYTE_COUNT) == 0)

转换为void *（或等效，char *）是必要的，因为标准只保证uintptr_t void *的{{1}}可转换。

如果您想要类型安全，请考虑使用内联函数：

static inline _Bool is_aligned(const void *restrict pointer, size_t byte_count)
{ return (uintptr_t)pointer % byte_count == 0; }

并希望编译器优化，如果byte_count是编译时常量。

为什么我们需要转换为 void * ？

C语言允许对不同的指针类型进行不同的表示，例如，您可以使用64位void *类型（整个地址空间）和32位foo *类型（段）。

转化foo * - ＆gt; void *可能涉及实际计算，例如添加偏移量。该标准还将实现在将（任意）指针转换为整数时会发生什么，但我怀疑它通常是作为noop实现的。

对于此类实施，foo * - ＆gt; uintptr_t - ＆gt; foo *可行，但foo * - ＆gt; uintptr_t - ＆gt; void *和void * - ＆gt; uintptr_t - ＆gt; foo *不会。对齐计算也不能可靠地工作，因为您只检查相对于段偏移的对齐，这可能是您想要的，也可能不是。

总之：始终使用void *来实现与实现无关的行为。

Answer 2

编辑：转换为long是一种廉价的方式来保护自己免受int和指针现在不同大小的可能性。

正如下面的评论中所指出的，如果您愿意包含标题，则有更好的解决方案......

指针p在16字节边界上对齐iff ((unsigned long)p & 15) == 0。

Answer 3

其他答案建议设置低位的AND运算，并与零进行比较。

但更直接的测试是使用所需的对齐值进行MOD，并与零进行比较。

#define ALIGNMENT_VALUE     16u

if (((uintptr_t)ptr % ALIGNMENT_VALUE) == 0)
{
    // ptr is aligned
}

Answer 4

使用像

这样的功能模板

#include <type_traits>

template< typename T >
bool is_aligned(T* p){
    return !(reinterpret_cast<uintptr_t>(p) % std::alignment_of<T>::value);
}

您可以通过调用类似

的内容来检查运行时的对齐方式

struct foo_type{ int bar; }foo;
assert(is_aligned(&foo)); // passes

要检查错误的路线是否失败，您可以

// would almost certainly fail
assert(is_aligned((foo_type*)(1 + (uintptr_t)(&foo)));

Answer 5

这基本上就是我所使用的。通过使整数成为模板，我确保它扩展了编译时间，因此无论我做什么，我都不会以慢速模运算结束。

我总是喜欢检查我的输入，因此编译时断言。如果您的对齐值错误，那么它就不会编译......

template <unsigned int alignment>
struct IsAligned
{
    static_assert((alignment & (alignment - 1)) == 0, "Alignment must be a power of 2");

    static inline bool Value(const void * ptr)
    {
        return (((uintptr_t)ptr) & (alignment - 1)) == 0;
    }
};

要查看正在进行的操作，您可以使用此功能：

// 1 of them is aligned...
int* ptr = new int[8];
for (int i = 0; i < 8; ++i)
    std::cout << IsAligned<32>::Value(ptr + i) << std::endl;

// Should give '1'
int* ptr2 = (int*)_aligned_malloc(32, 32);
std::cout << IsAligned<32>::Value(ptr2) << std::endl;

Answer 6

你可以'和'ptr与0x03（在4s上对齐），0x07（在8s上对齐）或0x0f（在16s上对齐）来查看是否设置了任何最低位？

Answer 7

将其留给专业人士

https://www.boost.org/doc/libs/1_65_1/doc/html/align/reference.html#align.reference.functions.is_aligned

bool is_aligned(const void* ptr, std::size_t alignment) noexcept;

示例：

        char D[1];
        assert( boost::alignment::is_aligned(&D[0], alignof(double)) ); //  might fail, sometimes

Answer 8

怎么样：

void *mem = malloc(1024+15); 
void *ptr =( (*(char*)mem) - (*(char *)mem % 16) );

如何确定内存是否对齐？

8 个答案: