我刚刚完成了工作面试的一部分测试，有一个问题难住了我，甚至用谷歌作为参考。我想看看StackOverflow的工作人员可以做什么:
memset_16aligned函数需要传递给它一个16字节的对齐指针，否则它将崩溃。 a)如何分配1024字节的内存，并将其对齐到16字节的边界? b)在memset_16aligned执行后释放内存。
{
void *mem;
void *ptr;
// answer a) here
memset_16aligned(ptr, 0, 1024);
// answer b) here
}
当前回答
我很惊讶没有人投票赞成Shao的回答，据我所知，在标准C99中不可能做到要求的事情，因为将指针转换为整型在形式上是未定义的行为。(除了标准允许uintptr_t <-> void*的转换，但标准似乎不允许做uintptr_t值的任何操作，然后将其转换回来。)
其他回答
这里有一个“四舍五入”部分的替代方法。不是最出色的编码解决方案，但它完成了工作，这种类型的语法更容易记住(plus将适用于对齐值不是2的幂)。uintptr_t强制转换是必要的，以安抚编译器;指针算术不太喜欢除法或乘法。
void *mem = malloc(1024 + 15);
void *ptr = (void*) ((uintptr_t) mem + 15) / 16 * 16;
memset_16aligned(ptr, 0, 1024);
free(mem);
在16字节计数vs 15字节计数的填充前面，为了获得N的对齐，您需要添加的实际数字是max(0,N-M)，其中M是内存分配器的自然对齐(两者都是2的幂)。
由于任何分配器的最小内存对齐都是1字节，因此15=max(0,16-1)是一个保守的答案。然而，如果你知道你的内存分配器将给你32位整型对齐的地址(这是相当常见的)，你可以使用12作为一个垫。
这对于本例来说并不重要，但对于具有12K RAM的嵌入式系统来说可能很重要，因为其中保存的每个int都很重要。
实现它的最好方法是，如果你真的想保存每一个字节，那么你可以把它作为宏，这样你就可以给它你的本机内存对齐。同样，这可能只对需要保存每个字节的嵌入式系统有用。
在下面的例子中，在大多数系统上，值1对于MEMORY_ALLOCATOR_NATIVE_ALIGNMENT来说是很好的，但是对于我们的32位对齐分配的理论嵌入式系统，以下可以节省一小部分宝贵的内存:
#define MEMORY_ALLOCATOR_NATIVE_ALIGNMENT 4
#define ALIGN_PAD2(N,M) (((N)>(M)) ? ((N)-(M)) : 0)
#define ALIGN_PAD(N) ALIGN_PAD2((N), MEMORY_ALLOCATOR_NATIVE_ALIGNMENT)
三个稍微不同的答案取决于你如何看待这个问题:
1) Jonathan Leffler的解决方案很好地回答了这个问题，除了要四舍五入到16对齐，你只需要额外的15个字节，而不是16个。
A:
/* allocate a buffer with room to add 0-15 bytes to ensure 16-alignment */
void *mem = malloc(1024+15);
ASSERT(mem); // some kind of error-handling code
/* round up to multiple of 16: add 15 and then round down by masking */
void *ptr = ((char*)mem+15) & ~ (size_t)0x0F;
B:
free(mem);
2)对于一个更通用的内存分配函数，调用者不需要跟踪两个指针(一个使用，一个释放)。因此，在对齐的缓冲区下面存储一个指向“真实”缓冲区的指针。
A:
void *mem = malloc(1024+15+sizeof(void*));
if (!mem) return mem;
void *ptr = ((char*)mem+sizeof(void*)+15) & ~ (size_t)0x0F;
((void**)ptr)[-1] = mem;
return ptr;
B:
if (ptr) free(((void**)ptr)[-1]);
注意，与(1)中只向mem添加了15个字节不同，如果您的实现恰好保证了malloc的32字节对齐(不太可能，但理论上C实现可以有32字节对齐类型)，那么这段代码实际上可以减少对齐。如果您所做的只是调用memset_16aligned，那么这并不重要，但如果您为结构体使用内存，那么这可能很重要。
我不确定一个好的修复是什么(除了警告用户返回的缓冲区不一定适合任意结构)，因为没有办法通过编程确定特定于实现的对齐保证是什么。我猜在启动时，您可以分配两个或更多的1字节缓冲区，并假设您看到的最糟糕的对齐方式是保证对齐方式。如果你错了，你就浪费了记忆。谁有更好的主意，请说出来…
[Added: The 'standard' trick is to create a union of 'likely to be maximally aligned types' to determine the requisite alignment. The maximally aligned types are likely to be (in C99) 'long long', 'long double', 'void *', or 'void (*)(void)'; if you include <stdint.h>, you could presumably use 'intmax_t' in place of long long (and, on Power 6 (AIX) machines, intmax_t would give you a 128-bit integer type). The alignment requirements for that union can be determined by embedding it into a struct with a single char followed by the union:
struct alignment
{
char c;
union
{
intmax_t imax;
long double ldbl;
void *vptr;
void (*fptr)(void);
} u;
} align_data;
size_t align = (char *)&align_data.u.imax - &align_data.c;
然后，您将使用所请求的对齐(在示例中为16)和上面计算的对齐值中较大的一个。
在(64位)Solaris 10上，来自malloc()的结果的基本对齐方式似乎是32字节的倍数。 ］
在实践中，对齐分配器通常采用一个参数进行对齐，而不是硬连接。因此，用户将传递他们所关心的结构体的大小(或大于或等于2的最小次幂)，一切都将正常。
3)使用你的平台提供的:posix_memalign用于POSIX， _aligned_malloc用于Windows。
4)如果你使用C11，那么最干净——可移植和简洁——的选项是使用在这个版本的语言规范中引入的标准库函数aligned_alloc。
对于解决方案，我使用了一个概念的填充对齐内存和不浪费 单个字节的内存。
如果存在这样的约束，就不能浪费一个字节。 所有用malloc分配的指针都是16字节对齐的。
C11是支持的，所以你可以调用aligned_alloc (16, size)。
void *mem = malloc(1024+16);
void *ptr = ((char *)mem+16) & ~ 0x0F;
memset_16aligned(ptr, 0, 1024);
free(mem);
我很惊讶没有人投票赞成Shao的回答，据我所知，在标准C99中不可能做到要求的事情，因为将指针转换为整型在形式上是未定义的行为。(除了标准允许uintptr_t <-> void*的转换，但标准似乎不允许做uintptr_t值的任何操作，然后将其转换回来。)
