linux中的記憶體對齊

1. 原理
    int a;
    int size = 8;        <----> 1000(bin)

    計算a以size為倍數的下界數:
    就讓這個數(要計算的這個數)表示成二進位時，最後三位為0就可以達到這個目標。只要下面這個數與a進行"與運算"就可以了:
    11111111 11111111 11111111 11111000
    而上面這個數實際下就是 ~(size - 1)，可以將該數稱為size的對齊掩碼size_mask.

    計算a以size為倍數的上下界數:
    #define alignment_down(a, size) (a & (~(size-1)) )
    #define alignment_up(a, size)   ((a+size-1) & (~ (size-1)))
    注: 上界數的計算方法，如果要求出比a大的是不是需要加上8就可以了?可是如果a本身就是8的倍數,這樣加8不就錯了嗎,所以在a基礎上加上(size - 1), 然後與size的對齊掩碼進行與運算.

    例如:
    a=0, size=8, 則alignment_down(a,size)=0, alignment_up(a,size)=0.
    a=6, size=8, 則alignment_down(a,size)=0, alignment_up(a,size)=8.
    a=8, size=8, 則alignment_down(a,size)=8, alignment_up(a,size)=8.
    a=14, size=8,則alignment_down(a,size)=8, alignment_up(a,size)=16.
    注:size應當為2的n次方, 即2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 1024, 2048, 4096 ...

2. 在linux中的應用
    上面的計算方法在linux等代碼中也常常可以看到,下面給出幾個例子:
    (1) 當分配地址addr時, 要將該地址以size為倍數對齊, 而且要得到是比addr大的值, 則使用_ALIGN宏：
    #define _ALIGN(addr,size) (((addr)+(size)-1)&(~((size)-1)))

    (2) 與頁面對齊相關的宏
    #define PAGE_SIZE         4096
    #define PAGE_MASK         (~(PAGE_SIZE-1))
    #define PAGE_ALIGN(addr) -(((addr)+PAGE_SIZE-1) & PAGE_MASK)

    (3) 與skb分配時對齊相關的宏
    #define SKB_DATA_ALIGN(X) (((X) + (SMP_CACHE_BYTES - 1)) & ~(SMP_CACHE_BYTES - 1))