C++17 中函数参数的指针对齐

Question

我看到 C++17 引入了带有 std::align_val_t 的对齐新表达式，用于需要比 new 自然提供的更大对齐的对象。这很棒，但让我思考：

为什么指针对齐不是指针类型的一部分？

例如：

long foo(long *x) {
  return *x; // here, the compiler do an aligned load
             // correct as (long*) is expected to be aligned
}

假设指针在 64 位上对齐（在我的机器上）。 但如果我执行以下操作，编译器不会警告我：

long bar(char *x) {
  return foo((long*) x); // here, the compiler do an aligned load, risky!
}

long pop(char *z) {
  return bar(z + 1); // here, the compiler do an aligned load too!
}

我通过从打包结构中传递一个指向字段的指针来得到警告：

struct ugly {
  char x;
  long y;
} __attribute__((packed));

long kun(ugly *a) {
  return a->y; // here, the compiler do an unaligned load, correct!
}

long zip(ugly *a) {
  return foo(&a->y); // here, the compiler do an aligned load, incorrect!
                     // but warns me about it.
}

但为什么不是错误，类似于const_cast？

标准对对齐有何规定？

是否所有编译器都在做不正确的假设，或者是未定义/实现定义的行为来提供指向函数的未对齐指针？

您可以在此处查看它们的实际效果：https://godbolt.org/g/9ddbiq

编辑：修复了sn-p代码，并提供了godblot链接。

Answer 1

标准对对齐有何规定？

这很简单：存在的每个 T 类型的对象都有正确的对齐方式。

如果您使用放置 new 并提供对齐不足的指针，则 UB 结果。如果您替换 new 分配器并为正在分配的类型提供对齐不足的指针，则会导致 UB。如果您的 std::allocator<T>::allocate 返回的指针未与 T 正确对齐，则 UB 结果。以此类推。

未定义的行为不需要编译失败。