C ++内存对齐

Question

因此，我读到，如果要获得最佳的缓存读取，则在c ++中声明变量时，内存应保持其自然对齐。 例：

int a; // memory address should end in 0x0,0x4,0x8,0xC
int b[2]; // 8 bytes 0x0,0x8
int b[4]; // 16 bytes 0x0

但是实际上，这些变量不遵循“自然对齐”规则，一个16字节的变量驻留在以0xC结尾的内存地址中。 为什么是这样 ？

Answer 1

自然内存对齐通常是指单个变量的对齐，而不是变量数组的对齐。 因此，由4个字节的整数组成的数组（如上所示）自然对齐到4个字节的边界，而不是16个字节的边界。

自然内存对齐通常与CPU的加载/存储指令的结构和实现方式有关，而与缓存行的大小无关。 CPU不会一次加载整个阵列（矢量加载除外）。 因此，CPU并不真正在乎它加载的整数是否是数组的一部分。

同时加载小型阵列的矢量加载通常确实有更严格的对齐要求。 例如，为了在x86上进行对齐的矢量加载，该项必须对齐到16个字节。

Answer 2

C ++不会在缓存行上对齐任何内容，因为出于所有意图和目的，它都不知道有缓存。

如果您希望某些东西在16字节边界上对齐，请尝试使用posix_memalign()来处理堆上的内容，或者（如果使用GCC）在堆栈上，请使用int x __attribute__ ((aligned (16))) 。 在C ++ 11中，有alignas说明符 。

我不知道如何以保证对齐的方式调用new() 。

Answer 3

无法保证对齐

Answer 4

根据《英特尔®64和IA-32架构优化参考手册》（B.4.5.2辅助部分），

跨越两页的32字节AVX存储指令需要大约150个周期的协助。