英特尔处理器上的未对齐访问存储

Question

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。

#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;
}

Answer 1

您在数组中步进了 6 个字节，因此它现在未对齐。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。

Answer 2

在 c++ 中合法地执行类型双关的方法很少。

魔术函数std::memcpy是这里的首选工具：

__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);
  }
}

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

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

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