linux memalign、valloc函数

在GNU系统中，malloc或realloc返回的内存块地址都是8的倍数（如果是64位系统，则为16的倍数）。如果你需要更大的粒度，请使用memalign或valloc。这些函数在头文件“stdlib.h”中声明。

在GNU库中，可以使用函数free释放memalign和valloc返回的内存块。但无法在BSD系统中使用，而且BSD系统中并未提供释放这样的内存块的途径。

函数：void * memalign (size_t boundary, size_t size)
函数memalign将分配一个由size指定大小，地址是boundary的倍数的内存块。参数boundary必须是2的幂！函数memalign可以分配较大的内存块，并且可以为返回的地址指定粒度。

函数：void * valloc (size_t size)
使用函数valloc与使用函数memalign类似，函数valloc的内部实现里，使用页的大小作为对齐长度，使用memalign来分配内存。它的实现如下所示：

    void *
    valloc (size_t size)
    {
      return memalign (getpagesize (), size);
    }

函数:int posix_memalign (void **memptr, size_t alignment, size_t size);

memalign和posix_memalign

在大多数情况下，编译器和C库透明地帮你处理对齐问题。POSIX 标明了通过malloc( ), calloc( ), 和 realloc( ) 返回的地址对于任何的C类型来说都是对齐的。在Linux中，这些函数返回的地址在32位系统是以8字节为边界对齐，在64位系统是以16字节为边界对齐的。有时候，对于更大的边界，例如页面，程序员需要动态的对齐。虽然动机是多种多样的，但最常见的是直接块I/O的缓存的对齐或者其它的软件对硬件的交互，因此，POSIX 1003.1d提供一个叫做posix_memalign( )的函数：

See http://perens.com/FreeSoftware/ElectricFence/ and http://valgrind.org, respectively.
调用posix_memalign( )成功时会返回size字节的动态内存，并且这块内存的地址是alignment的倍数。参数alignment必须是2的幂，还是void指针的大小的倍数。返回的内存块的地址放在了memptr里面，函数返回值是0.
调用失败时，没有内存会被分配，memptr的值没有被定义，返回如下错误码之一：
EINVAL
参数不是2的幂，或者不是void指针的倍数。
ENOMEM
没有足够的内存去满足函数的请求。
要注意的是，对于这个函数，errno不会被设置，只能通过返回值得到。
由posix_memalign( )获得的内存通过free( )释放。用法很简单：

char *buf;
int ret;
/* allocate 1 KB along a 256-byte boundary */
ret = posix_memalign (&buf, 256, 1024);
if (ret) {
    fprintf (stderr, "posix_memalign: %s\n",
             strerror (ret));
    return -1;
}
/* use 'buf'... */
free (buf);

Demo

    #define __USE_GNU
    #include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <pwd.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
     
    int  main(void)
    {
        int         fd;
        int         i;
        const int   SIZE = 4096*10;//(每次写入文件数据块大小)
        char*       buffer;
        char s[100];   
        int pagesize=getpagesize();
        printf("pagesize = %d\n",pagesize);
        pid_t my_pid;
        my_pid=getpid();
        printf("%d\n",my_pid);
        if(mkdir("dir1",S_IRWXU|S_IRGRP|S_IXGRP|S_IROTH)<0)//创建新目录
        {
            printf("mkdir failed\n");
            return -1;      
        }
        if(0 != posix_memalign((void**)&buffer, 4096, 40960)){
            printf("Errori in posix_memalign\n");
        }
        for(i=0;i<10;i++)
        {
            sprintf(s,"./dir1/hello_%d.txt",i);
            printf("%s\n",s);
            fd=open(s, O_RDWR | O_CREAT | O_DIRECT);
            write(fd, buffer,SIZE);
            fsync(fd);
            close(fd);
        }
        free(buffer);
        sync();
        return 0;
    }