c++ - 堆上已分配内存的总线错误

Question

我在这样的代码中有总线错误:

char* mem_original;
int int_var = 987411;
mem_original = new char [250];
memcpy(&mem_original[250-sizeof(int)], &int_var, sizeof(int));
...
const unsigned char* mem_u_const = (unsigned char*)mem_original;
...
const unsigned char *location = mem_u_const + 250 - sizeof(int);

std::cout << "sizeof(int) = " << sizeof(int) << std::endl;//it's printed out as 4
std::cout << "byte 0 = " << int(*location) << std::endl;
std::cout << "byte 1 = " << int(*(location+1)) << std::endl;
std::cout << "byte 2 = " << int(*(location+2)) << std::endl;
std::cout << "byte 3 = " << int(*(location+3)) << std::endl;
int original_var = *((const int*)location);
std::cout << "original_var = " << original_var << std::endl;

这几次效果很好，打印出来:

sizeof(int) = 4
byte 0 = 0
byte 1 = 15
byte 2 = 17
byte 3 = 19
original_var = 987411

然后它失败了:

sizeof(int) = 4
byte 0 = 0
byte 1 = 15
byte 2 = 17
byte 3 = 19
Bus Error

它在 Solaris OS (C++ 5.12) 上构建和运行Linux (gcc 4.12) 和 Windows (msvc-9.0) 上的相同代码运行良好。

我们可以看到:

1. 内存由 new[] 在堆上分配。
2. 内存可访问(我们可以逐字节读取)
3. 内存中包含的内容完全正确，没有损坏。

那么 Bus Error 可能是什么原因呢？我应该看哪里？

更新:如果我 memcpy(...) location 最后到 original_var，它就可以工作。但是 *((const int*)location) 中的问题是什么？

Answer 1

对于没有使用具有对齐限制的硬件(例如 SPARC)经验的开发人员来说，这是一个常见问题。 x86 硬件非常容忍未对齐的访问，尽管会影响性能。其他类型的硬件？ SIGBUS.

这行代码:

int original_var = *((const int*)location);

调用未定义的行为。您使用 unsigned char * 并将它指向的内容解释为 int。你不能安全地这样做。时期。这是未定义的行为 - 这正是您遇到的原因。

您违反了严格的别名规则。参见 What is the strict aliasing rule?简而言之，您不能将一种类型的对象称为另一种类型。 char * 不会也不能引用 int。

Oracle 的 Solaris Studio 编译器实际上提供了一个命令行参数，可以让您在 SPARC 硬件上摆脱它 - -xmemalign=1i(请参阅 https://docs.oracle.com/cd/E19205-01/819-5265/bjavc/index.html)。尽管对 GCC 公平，但如果没有该选项，您在代码中执行的强制操作在 Studio 编译器下仍将是 SIGBUS。

或者，正如您已经注意到的，您可以使用 memcpy() 来复制字节，无论它们是什么 - 只要您知道源对象可以安全地复制到目标中对象 - 是的，有些情况不是真的。