未对齐的内存访问

Question

我正在使用C中的内存地址，并想知道这个名为未对齐内存访问的主题。

我目前使用的是带有Linux内核的x86英特尔，但是本着主题和操作系统不可知论的精神来讨论这个话题 - 尽管以下是 而不是 Linux和HW特定的：

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当我从/向未对齐的地址读取/写入简单类型时，我没有错。日志或任何内容中没有消息。我也尝试过：

perf top -e alignment-faults
# And with PID
perf top -p NNN -e alignment-faults

但没有命中。

启用alignment checking：

__asm__("pushf\norl $0x40000,(%esp)\npopf");

给出“想要的”结果：

Bus error (core dumped)

（但perf中仍然没有留言。）

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我的问题是硬件+操作系统如何处理这个问题以及最佳方法。我的想法和问题到处都是，但我会试着说出一些具体的观点：

1. 默认情况下CPU是否在上进行对齐检查，但内核检测到 off 是否受支持并指示不检查？
2. 作为内核，至少我在其他硬件上经历过这种情况，由于某些驱动程序试图访问未对齐的内存，可以获得oops：内核是否运行对齐检查 -mode？或者它可能只是代码的某些部分呢？
3. 由于未对齐内存的访问需要更多资源;在软件的测试阶段，通过例如上面的装配线启用对齐检查是一个好主意吗？这会让它更便携吗？

我对此有很多疑问，但现在就把它留在这里。

Answer 1

试着给出部分答案。

  

默认情况下CPU是否具有对齐检查，但是内核   检测到支持off并指示它不检查？

它取决于拱形，甚至在相同的拱形上，可能是HW上可以处理未对齐内存上的某些指令，而其他指令则不能。

  

作为内核，至少我在其他硬件上经历过这个，可以得到   由于某些驱动程序试图访问未对齐的内存而导致的oops：是吗？   内核在对齐检查模式下运行？或者也许只是肯定   代码的一部分呢？

HW不支持的未对齐内存访问会导致陷阱，并且内核具有陷阱/异常的处理程序。 我一直在研究ppc，这样的异常将根据指令处理（从PC获得）;一些指示得到处理，程序将恢复;其他一些可能导致程序终止，因为内核无法处理它。一个这样的例子是stwcx指令，它用于实现比较和交换逻辑。

  

由于未对齐内存的访问需要更多资源;这是好事   想要启用对齐检查，例如通过上面的程序集   在软件的测试阶段？这会使它更多吗？   便携式？

在实践中，如果你在一个大型项目中有很多遗留代码，那可能不是一个好主意.....但它应该对新代码有用。