关于 c：intel 处理器上的未对齐访问存储

unaligned access store on intel processor

考虑下面的示例。它在标记行出现 gcc 5.4 的段错误时
我用 g++ -O3 -std=c++11 编译它。它在指令 movaps 处失败，我怀疑它执行未对齐的内存访问。可能是 gcc 为这样一个简单的示例生成了非法代码，还是我遗漏了一些东西？
我在 Intel i5-5200U 上运行它。

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#include <vector>
#include <memory>
#include <cstdint>

using namespace std;

__attribute__ ((noinline))
void SerializeTo(const vector<uint64_t>& v, uint8_t* dest) {
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) {
*reinterpret_cast<uint64_t*>(dest) = v[i]; // Segfaults here.
dest += sizeof(uint64_t);
}
}

int main() {
std::vector<uint64_t> d(64);

unique_ptr<uint8_t[]> tmp(new uint8_t[1024]);

SerializeTo(d, tmp.get() + 6);

return 0;
}

您在数组中步进了 6 个字节，所以它现在未对齐。编译器无法知道它必须避免需要对齐的指令；这就是类型双关语是未定义行为的原因。

是的，它没有对齐。我认为如果不能确定地址是否对齐，编译器应该生成可以处理未对齐地址的代码。你不同意吗？
编译器”知道”地址是对齐的，因为所有使此类指针的有效方法都会产生对齐的地址。 (这里，”知道”意味着”可以假设，因为替代方案是结果无关紧要的未定义行为”。)
@Roman：即使数据已对齐，当您违反严格别名时，编译器也没有义务生成有效代码。 (这是未定义的行为)
我不同意。上次我检查时，我可以写入属于我的进程的任意内存位置。 SerializeTo 也没有内联，因此它不能假设 dest 是对齐的。想象一下 memcpy 会突然决定它的参数应该对齐。这是胡说八道
@AndyG 我怎么会违反严格的别名？我认为强制转换为 uint8_t 是有效的？
@Roman：内核和处理器将允许您使用对其有效的指令写入任何内存位置。但是你的牛肉是编译器(又名 C )，而不是操作系统。 C 说你不能这样做，现在你知道为什么了。 memcpy 需要 void*，所以它当然不知道有什么对齐要求。
@DavisHerring我不明白这是什么意思”C说你不能这样做，现在你知道为什么了。”。并且用 “void*” 替换 dest 的类型当然不能解决它
Roman：如果您想了解更多信息，请参阅标准中的部分(例如，您可以免费找到的 N4296 草案)下 [basic.lval]通过以下类型之一以外的泛左值的对象行为未定义”
@Roman：C 不是汇编程序。编译器非常有用地使用高性能指令，而您要求的不仅仅是 “-O3 please”。这样做的代价是你必须遵守语言的规则，否则坏事就会发生，正如你所见。我没有说”使用 void*“；我说 memcpy 有更宽松的要求是有原因的。
@AndyG 谢谢，你是对的。我想如果其中一种类型是 (unsigned) char 那么双向转换是安全的。显然只有 1 个方向是有效的。

在 c 中合法地执行类型双关的方法很少。

魔术函数 std::memcpy 是这里选择的工具：

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__attribute__ ((noinline))
void SerializeTo(const vector<uint64_t>& v, uint8_t* dest) {
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) {
std::memcpy(dest, std::addressof(v[i]), sizeof(v[i]));
dest += sizeof(uint64_t);
}
}

结果输出与 -std=c++11 -O3 -march=native -Wall -pedantic

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SerializeTo(std::vector<unsigned long, std::allocator<unsigned long> > const&, unsigned char*): # @SerializeTo(std::vector<unsigned long, std::allocator<unsigned long> > const&, unsigned char*)
mov rax, qword ptr [rdi]
cmp qword ptr [rdi + 8], rax
je .LBB0_3
xor ecx, ecx
.LBB0_2: # =>This Inner Loop Header: Depth=1
mov rax, qword ptr [rax + 8*rcx]
mov qword ptr [rsi + 8*rcx], rax
add rcx, 1
mov rax, qword ptr [rdi]
mov rdx, qword ptr [rdi + 8]
sub rdx, rax
sar rdx, 3
cmp rcx, rdx
jb .LBB0_2
.LBB0_3:
ret

https://godbolt.org/g/ReGA9N

原创文章，作者：ItWorker，如若转载，请注明出处：https://blog.ytso.com/268854.html

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