c++ - 这是否违反了严格的别名或指针对齐规则？

Question

我正在交换字符缓冲区中的字节:

char* data; // some char buffer
uint16_t* data16 = reinterpret_cast<uint16_t*>(data);

// For debugging:
int align = reinterpret_cast<uintptr_t>(data) % alignof(uint16_t);
std::cout << "aligned? " << align << "\n";

for (size_t i = 0; i < length_of_data16; i++) {
#if defined(__GNUC__) || defined(__clang__)
  data16[i] = __builtin_bswap16(data16[i]);
#elif defined(_MSC_VER)
  data16[i] = _byteswap_ushort(data16[i]);
#endif
}

我正在从 char* 转换为 uint16_t*，这会引发一个标志，因为它正在转换为更严格对齐的类型。

但是，代码运行正确(在 x86 上)，即使调试代码打印 1(如未对齐)。在程序集中，我看到了 MOVDQU，我认为这意味着编译器认识到这可能没有对齐。

这看起来类似于 this question ，答案是“这不安全”。上面的代码是否只适用于特定的体系结构和特定的编译器，或者这两个问题之间是否存在使上面的代码有效的细微差别？

(不太重要:与我在网上阅读的内容一致，此代码的对齐和未对齐执行之间也没有明显的性能差异。)

Answer 1

如果 alignof(unit16_t) != 1 则此行可能会由于对齐而导致未定义的行为:

uint16_t* data16 = reinterpret_cast<uint16_t*>(data);

在之后进行对齐检查是不好的；因为编译器可以将检查硬编码为1，因为它知道正确的代码无法到达那个点。

在标准 C++ 中，要使此检查有意义，它必须发生在强制转换之前，如果检查失败，则不得执行强制转换。 (UB 可以进行时间旅行)。

当然，个别编译器可能会选择定义标准未定义的行为，例如也许针对 x86 或 x64 的 g++ 包含一个定义，允许您形成未对齐的指针并取消引用它们。

没有严格的别名违规，因为 __builtin_bswap16 没有被标准覆盖，我们假设 g++ 以与自身一致的方式实现它。无论如何，MSVC 不会进行严格的别名优化。