c++ - C++ 中未对齐访问的正确性

Question

据我所知，未对齐的访问主要意味着两件事:

1. 您可能性能下降
2. 您将失去对齐访问具有的加载和存储的原子性

假设性能不是问题，我想要的软件是正确的，那么未对齐的访问有多糟糕？我的理解是 x86 CPU 会正确处理此类访问，但可能需要做额外的工作来获取数据。

让我问这个问题的原因是使用 -fsanitize=undefined 编译我的代码。我收到关于未对齐的存储/负载的许多错误。我不确定这是否是一个问题，因为:

1. 存储仅在单线程进程的数据准备期间执行，因此我不担心原子性的损失
2. 加载是在多线程进程中执行的，其中有许多线程(四个或更多)访问数据，但数据不会被任何线程修改(保存在 const uint8_t* 变量中)

访问未对齐的原因是 const uint8_t* 数组包含来自许多不同类型的字节(uint8_t、uint16_t、uint32_t、uint64_t 和 int64_t)。

我确信没有负载超出分配的 uint8_t 数组的范围(例如，程序从不从指向最后一个、两个、或分配的内存块的三个字节)，并确保我的访问都是正确的 - 只是未对齐。

我读到的另一件事是，此类加载可能违反了严格的别名规则，但代码编译时没有使用 -Wstrict-aliasing -Werror(我很久以前就已启用)发出警告。

我应该填充 uint8_t 数组中的数据以确保访问对齐，还是我可以安全地忽略警告？

Answer 1

有些平台不支持未对齐的访问(您会遇到崩溃)。并且，有些平台支持未对齐访问，但有些 asm 指令需要对齐访问。比如ARM上有LDRD指令，需要对齐内存地址。不幸的是，编译器可以随意使用这条指令。但是，通常会有一个编译器扩展告诉编译器指针未对齐，因此它不会使用 LDRD。

在支持UA的平台上，有你说的惩罚。

我推荐你使用 memcpy。它适用于所有平台，现在编译器可以很好地优化它(所以你不会得到 memcpy 调用，而是快速的 mov 指令)。