Question

有些人可以解释一下，下面的例子确实有什么问题，尤其是带有＆＃34的部分，这可能会导致从不是4的倍数的地址加载32位无符号长整数＆＃34; ：

＆＃34;编译器通常会自然地阻止对齐问题   对齐所有数据类型。事实上，对齐问题通常不是   内核开发人员的主要担忧是gcc人们不得不担心   关于他们。然而，当程序员也玩的时候会出现问题   密切关注指针并访问环境外的数据   由编译器预期。

使用较大对齐的重铸指针访问对齐的地址   地址导致对齐问题（无论这可能意味着什么   特殊的架构）。也就是说，这是个坏消息：
char dog[10];
char *p = &dog[1];
unsigned long l = *(unsigned long *)p;
此示例将指向char的指针视为指向unsigned的指针   long，这可能导致从32位无符号长度加载   地址不是四的倍数。

如果您正在思考，＆＃34;当我在世界上时，我会这样做吗？＆＃34;你是   可能是对的。然而，它已经出现了，它将再次出现   小心。现实世界的例子可能不那么明显。＆＃34;

虽然我不能真正理解这个问题，但是可以通过使用以下代码来解决吗？如果是，为什么？

char * dog = (char *)malloc(10 * sizeof(char));
char *p = dog +1;
unsigned long l = *(unsigned long*)p;

Answer 1

您提出的解决方案与引用的解决方案几乎相同，因此它遇到了同样的问题。

错位问题。

当您保留内存时，编译器会使用自动变量（char dog[10]）和malloc ed变量保留所需的对齐方式。

当您通过执行指针运算技巧来欺骗编译器时，就像您正在执行的那样，那么它无法保证访问对齐是正确的。

为什么这有问题？因为，根据您使用的硬件架构，编译器可能会发出需要2或4字节对齐的指令。例如，ARM有几条指令要求数据以2字节对齐（这就是说，它的地址必须是偶数）。因此，为ARM处理器构建的代码可能会发出访问冲突。

那么你如何解决问题？

通常使用memcpy：

char * dog =malloc(10 * sizeof(char));
char *p = dog;
unsigned long l;
memcpy(&l, p+1, sizeof(l);
//You can use l safely now.

//Copy back l to the array:
memcpy(p+1, &l, sizeof(l);

Answer 2

你引用的那段话是完全正确的。

大多数情况下，你不必担心对齐，因为编译器会为你处理它，并且这很有效，除非你做一些如此松散的事情，你成功地挫败了编译器试图保护你。

当您致电malloc时，没有问题，因为malloc是特殊的（以多种方式）。除此之外，它还保证返回一个指向适合任何类型对象的存储指针。＆＃34;

但是，是的，如果你努力工作，你可能会遇到麻烦。回到原来的例子，假设我们有

char dog[] = "My dog Spot";
char *p = &dog[0];
unsigned long l = *(unsigned long *)p;

假设阵列碰巧在内存中布局如下：

      +---+---+---+---+
100:  |   |   | M | y |
      +---+---+---+---+
104:  |   | d | o | g |
      +---+---+---+---+
108:  |   | S | p | o |
      +---+---+---+---+
112:  | t |\0 |   |   |
      +---+---+---+---+

也就是说，假设数组dog最终在内存地址102处，而不是4的倍数。因此指针p也指向地址102，我们尝试访问{{1在地址102处。（您注意到我已将其更改为long int，而不是原始示例中的&dog[0]，以试图让事情更加清晰。）

所以我们可能期望变量&dog[1]最终包含1299783780或1679849805（即0x4d792064或0x6420794d），因为它们是前四个字节的表示＆＃34;我的d＆＃34;以big-endian或little-endian表示解释。

但由于它是一个不对齐的访问权限，我们可能不会得到任何数字;该程序可能会崩溃，例如＆＃34;总线错误＆＃34;代替。

如果我们受到约束并决定做这种事情，我们可以设法自己做这样的调整，用这样的事情：

当然，将指针移动char dog[] = "My dog Spot"; char *p = dog; int al = (intptr_t)p % sizeof(unsigned long); al = sizeof(unsigned long) - al; if(al == sizeof(unsigned long)) al = 0; p += al; unsigned long l = *(unsigned long *)p;直到它指向4的正确倍数，它并没有指向＆＃34;我的d＆＃34;更多;现在它指向＆＃34;狗＆＃34;

我做过一两次这样的事情，但我无法推荐它。

C避免对齐问题

2 个答案: