将值存储在 malloc 和对齐的指针 C 后面

Question

参考代码：https://embeddedartistry.com/blog/2017/ 02/22/generating-aligned-memory/

void * aligned_malloc(size_t align, size_t size)
{
    void * ptr = NULL;
    
    // We want it to be a power of two since
    // align_up operates on powers of two
    assert((align & (align - 1)) == 0);

    if(align && size)
    {
        /*
         * We know we have to fit an offset value
         * We also allocate extra bytes to ensure we 
         * can meet the alignment
         */
        uint32_t hdr_size = PTR_OFFSET_SZ + (align - 1);
        void * p = malloc(size + hdr_size);

        if(p)
        {
            /*
             * Add the offset size to malloc's pointer 
             * (we will always store that)
             * Then align the resulting value to the 
             * target alignment
             */
            ptr = (void *) align_up(((uintptr_t)p + PTR_OFFSET_SZ), align);

            // Calc`enter code here`ulate the offset and store it 
            // behind our aligned pointer
            *((offset_t *)ptr - 1) = 
                (offset_t)((uintptr_t)ptr - (uintptr_t)p);

        } // else NULL, could not malloc
    } //else NULL, invalid arguments

    return ptr;
}

我不明白这一行如何在 ptr 后面存储值。 “*((offset_t *)ptr - 1) = (offset_t)((uintptr_t)ptr - (uintptr_t)p);”

Answer 1

分配和计算后，ptr 包含该例程将返回给其调用者的值，该值是调用者用来存储其数据的地址。

(offset_t *)ptr 将此地址转换为 offset_t * 类型。

然后，(offset_t *)ptr - 1 计算内存中较早（低地址）一个 offset_t 对象距离的位置。

然后 *((offset_t *)ptr - 1) = …; 在该位置存储一个值。

Answer 2

除了其他好的答案之外：

ptr = (void *)align_up(((uintptr_t)p + PTR_OFFSET_SZ),align);为未定义行为奠定了基础（UB）因为 aligned_malloc() 不一定满足 max_align_t。

malloc() 始终提供一个满足至少对齐到 sizeof(max_align_t) 要求的指针，并且许多代码都依赖于此。 aligned_malloc() 确实不满足这一要求 - 它应该满足。

为了可移植性，不建议“按原样”使用此代码。

为了正确执行此操作，aligned_malloc() 和 align_up() 必须考虑 max_align_t 和 size 的最大值。

void * aligned_malloc(size_t align, size_t size) {
  assert(...);
  if (size < sizeof(max_algin_t)) {
    size = sizeof(max_algin_t);
  }
  ...