为什么-Wcast-align没有警告在x86上从char *转换为int *?

我知道gcc有一个选项-Wcast-align,它会在指针被抛出时发出警告,以便增加目标所需的对齐。

这是我的计划:

char data[10]; int ptr = *((int *)data); 

在我的机器上,数据的对齐要求是1,而ptr是8。

为什么我没有收到警告?

可能是因为我正在为x86编译吗?

在为这些系统使用标准ABI时,在编译Linux i386或x86-64时,永远不会发出警告。 让我解释一下为什么会这样。

首先,让我们看看gcc的文档对-Wcast-align有什么-Wcast-align

每当指针被投射时发出警告,以便增加目标的所需对齐。 例如,警告是否将char *强制转换为只能在两字节或四字节边界访问整数的机器上的int *

使用通用指令时,英特尔架构不需要对齐整数。 引自英特尔基础架构手册 ,第4.1.1章对齐单词,双字,四字和双四字

单词,双字和四字不需要在自然边界的内存中对齐。 单词,双字和四字的自然边界是偶数地址,地址可被4整除,地址可分别被8整除。 但是,为了提高程序的性能,数据结构(尤其是堆栈)应尽可能在自然边界上对齐。

因此,尽管强烈建议,但并非绝对必要。 但是,该规则有一个例外,您可能已经想到了这一点。 EFLAGS寄存器的位18称为“对齐检查”位, CR0寄存器的位18称为“对齐掩码”标志。 当它们都设置为1时,任何内存访问未在其“自然边界”对齐的数据(因此,对于字为2个字节,对于双字为4个字节,依此类推)会导致#AC ,即对齐检查exception 。 如果您想了解更多相关信息,请查看“ Intel系统编程指南” 。

但是, i386的System V ABI和x86-64的System V ABI都没有指定EFLAGS中的对齐标志已设置。 事实上,i386 ABI在第29页,第3-3章机器接口上注意到以下内容:

Intel386架构不要求所有数据访问都正确对齐。 (…)因此,任意数据访问(例如指针取消引用或引用参数)可能会或可能不会正确对齐。 访问未对齐的数据将比访问正确对齐的数据慢,但除此之外没有区别。

虽然它也建议:

编译器应该使用正确的对齐方式分配独立的数据对象。

GCC始终知道它编译代码的平台的ABI,并且 – 在x86 / 64的情况下 – 知道允许未对齐数据访问的事实。 这就是为什么像这样的代码将编译而没有关于对齐的警告(让我们忘记以下示例中的严格别名规则):

 int main(void) { char foo[] = "foobar"; int bar = *(int*)(foo + 1); return 0; } 

如果您尝试使用ARM的gcc工具链编译此代码,您将收到警告:

 daniel@Jurij:/tmp$ arm-linux-gnueabi-gcc -Wcast-align align.c align.c: In function 'main': align.c:4:13: warning: cast increases required alignment of target type [-Wcast-align] int bar = *(int*)(foo + 1); 

这是因为ARM中通常最好避免使用未对齐访问。 我不是ARM专家,所以我真的不能说更多。

此外,请注意我写的大部分内容不适用于SSE / AVX。