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sのアライメントを意図的にずらしてuint64_t型にキャストしたあとそのアドレスを参照したら、アライメント制約に違反しているのでエラーになるかと思ったのですが、正常に動いてしまいました。なぜですか?

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>

int     main()
{
    char *s = strdup("\0a\0\0\0\0\0\0");

    if (!((uintptr_t)s % 8))
        s++;
    printf("%lu\n", *(uint64_t *)s);
}

実行環境は下記の通りです

CPU ryzen 5 3600
OS windows10 64bit上のvirtual boxでUbuntu 18.04.5 LTSを起動
コンパイラ clang
オプション -Werror -Wall -Wextra

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  • 使っているCPU、OSおよびそのbit数、コンパイラ、コンパイラオプションなど諸々の条件によるのでは? それらの情報を追記してみてください。あるいはたまたまかもしれませんね。デバッガの逆アセンブラモード等でステップを追ってみれば分かりそうです。
    – kunif
    Commented 2021年4月5日 16:48
  • すいません! CPU ryzen 5 3600 OS windows10 64bit上のvirtual boxでUbuntu 18.04.5 LTSを起動 コンパイラ clang オプション -Werror -Wall -Wextra
    – nora
    Commented 2021年4月5日 17:40

1 件の回答 1

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インテルx86/x64アーキテクチャのCPUには(一部の命令/データ以外では)個々のメモリアクセスでのアライメント制約は無いですよ。

x86 - データ構造アライメント - Wikipedia

x86アーキテクチャは本来、アライメントされたメモリアクセスを必要とせず、またそれなしでは動作するが、x86 CPUのSSE2命令の中には、データを128ビット(16バイト)にアライメントさせる必要があるものがあり、これらのアーキテクチャでアライメントされたデータを使用することにより、パフォーマンス上の大きな利点が得られる。ただし、MOVDQUなどのアラインされていないアクセスのための命令もある。さらに、ロードとストアの操作は、通常、正しくアラインされていればアトミックである。

3.1 アラインメントに寛容な CPU の場合 (alignment-tolerant processors) - データ型のアラインメントとは何か,なぜ必要なのか?

このようなXを読み書きするように命令された CPU はどうするだろうか? 「2回に分けて読み書きする」と思うだろう.x86 は実際そのように動作する (ただし後述する場合を除く).

3.2 アラインメントに厳格な CPU の場合 (alignment-strict processors) - データ型のアラインメントとは何か,なぜ必要なのか?

x86 以外の多くの CPU (特に RISC) は上記のようには動作せず,エラーとして処理する. つまり「不正アラインメント例外注3」を発生させる.

大部分のアクセスでは、多少アドレスをずらしても、そこからuint64_tのサイズ分が全て読み取り有効な領域に収まっていれば(ページメモリ境界ギリギリとかでなければ)、例外は発生しないでしょう。


ちなみに、以下の部分はアライメントを意図的にずらす処理としては不適切では?
丁度8バイト境界の時にはs++の処理は実行されないように見えます。
元々8バイト境界に収まっていない時だけs++が実行されるように見えます。

    if ((uintptr_t)s % 8)
        s++;
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  • >元々8バイト境界に収まっていない時だけs++が実行されるように見えます。 ほんとですね!ミスってました、修正しておきます、すいません. x86にはないんですね。全然知りませんでした。そういうところもCPUによって違っているんですね。勉強になりました!ありがとうございました。
    – nora
    Commented 2021年4月5日 18:45

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