Question

在浏览一些内核代码时，我发现内存对齐的公式为

aligned =（（操作数+（对齐 - 1））＆amp;〜（对齐 - 1））

那么我甚至为此写了一个程序：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
    long long operand;
    long long alignment;
    if(argv[1]) {
        operand = atol(argv[1]);
    } else {
        printf("Enter value to be aligned!\n");
        return -1;
    }
    if(argv[2]) {
        alignment = strtol(argv[2],NULL,16);
    } else {
        printf("\nDefaulting to 1MB alignment\n");
        alignment = 0x100000;
    }
    long long aligned = ((operand + (alignment - 1)) & ~(alignment - 1));
    printf("Aligned memory is: 0x%.8llx [Hex] <--> %lld\n",aligned,aligned);
    return 0;
}

但我根本就没有这个逻辑。这是如何工作的？

Answer 1

基本上，公式会将整数operand（地址）增加到与alignment对齐的下一个地址。

表达式

aligned = ((operand + (alignment - 1)) & ~(alignment - 1))

基本上与更容易理解的公式相同：

aligned = int((operand + (alignment - 1)) / alignment) * alignment

例如，我们得到操作数（地址）102和对齐10：

aligned = int((102 + 9) / 10) * 10
aligned = int(111 / 10) * 10
aligned = 11 * 10
aligned = 110

首先，我们添加到地址9并获取111。然后，由于我们的对齐是10，基本上我们将最后一位数字归零，即111 / 10 * 10 = 110

请注意，对于每个10对齐的功率（即10,100,1000等），我们基本上将最后的数字归零。

在大多数CPU上，除法和乘法运算比按位运算花费的时间要多得多，所以让我们回到原来的公式：

aligned = ((operand + (alignment - 1)) & ~(alignment - 1))

只有当对齐是2的幂时，公式的第二部分才有意义。例如：

... & ~(2 - 1) will zero last bit of address.
... & ~(64 - 1) will zero last 5 bits of address.
etc

就像将10个对齐功率的地址的最后几位归零一样，我们将最后几位归零以获得2个对齐的功率。

希望现在对你有意义。

内存对齐公式

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