關於2的n次冪對齊

2022-07-16 03:33:13 字數 968 閱讀 3107

記憶體對齊時基本都會求關於n位對齊的向上取整

go1.13.8 中channel原始碼中有這樣乙個變數hchansize用來表示hchan(channel對應的實際結構體)所需大小(申請記憶體空間時,是根據hchansize給hchan申請對應大小的記憶體空間),這個變數的值大概就是hchan的size關於maxalign向上取整下乙個較大倍數,看到原始碼實現時,就感覺真是怪物。

hchansize = unsafe.sizeof(hchan{}) + uintptr(-int(unsafe.sizeof(hchan{}))&(maxalign-1))
為了方便將上述表示式簡化為 n + ( (-n) & (a - 1)),n是unsafe.sizeof(hchan{}),a是maxalign。等價於 n + (a - (n % a))

( (-n) & (a - 1) ) 等價 a - (n % a) ?

向上取整的問題實際可以轉化為求出n距離下乙個a的倍數差多少,然後n加上這個數就可以。

當a為2的n次冪時,n % a可以轉化為 n & (a - 1),取模運算就變成了n與(a - 1) and時能留下多少個1。

計算機實際計算時是以補碼進行運算的,-n轉化為補碼,符號位不變其他位取反轉化為反碼,然後最低位+1轉化為補碼,下面分兩步講。

以n = 3, a = 8為例(實際計算時是8位元組,下面用一位元組舉例):

原碼: -n = 1000 0011

反碼: -n = 1111 1100

此時(-n) & (a - 1)實際為 (a - 1) - n % a,而咱們要求的是a - (n % a)

補碼:-n = 1111 1101

因為-n的反碼變補碼時最低位要+1,所以剛好(a - 1) - n % a + 1 = a - (n % a)

所以( (-n) & (a - 1) ) 等價 a - (n % a)

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