[数据结构与算法]字节向上/向下对齐算法分析

在内存管理中经常使用字节对齐来管理分配的内存。
1、原理

2字节对齐：要求地址位为2, 4, 6, 8…,地址的二进制最后一位为0（2的1次方）。
4字节对齐：要求地址位为4，8，12，16…，地址的二进制最后两位为0（2的2次方）。
8字节对齐：要求地址位为8，16，24，32…，地址的最后三位为0（2的3次方）。
16字节对齐：要求地址位为16，32，48，64…，地址的最后四位为0（2的4次方）。
…
2、向上对齐算法1：

/**
  @brief: 向上对齐算法
  @param n：需要对齐数据
  @param align：对齐位数，可选{2，4，6，8，......}
  @retval (n / align + 1) * align：对齐后数据
  */
unsigned int calc_align_up_num(unsigned int n,unsigned align)
{
	/* 当n为align的整数倍 返回n */
    if ( n / align * align == n)
	return n;

	/* 当n不是align的整数倍 返回>n,且离n最近的align的倍数 */
    return  (n / align + 1) * align;
}

3、向上对齐算法2：

/**
  @brief: 向上对齐算法
  @param n：需要对齐数据
  @param align：对齐位数，可选{2，4，6，8，......}
  @retval ((n + align - 1) & (~(align - 1)))：对齐后数据
  */
unsigned int calc_align_up_bit(unsigned int n,unsigned align)
{
	/* 返回n+7，并清除最低三位 */
    return ((n + align - 1) & (~(align - 1)));
} 

例如：选择为8位对齐
1)：算法分析

2)：数据代入：

4、向下对齐算法1：

/**
  @brief: 向下对齐算法
  @param n：需要对齐数据
  @param align：对齐位数，可选{2，4，6，8，......}
  @retval (n / align ) * align：对齐后数据
  */
unsigned int calc_align_down_num(unsigned int n,unsigned align)
{
	/* 返回离<=n,且离n最近的align的倍数 */
    return  (n / align ) * align;
}

5、向下对齐算法2：

/**
  @brief: 向下对齐算法
  @param n：需要对齐数据
  @param align：对齐位数，可选{2，4，6，8，......}
  @retval (n & (~(align - 1)))：对齐后数据
  */
unsigned int calc_align_down_bit(unsigned int n,unsigned align)
{
	/* 清除n的最低三位，将其转换为align的倍数 */
    return (n & (~(align - 1)));
}