Приведение и запись в массиве указателей сообщает о смещенном адресе с помощью clang sanitizer

Я использую массив char* для хранения разных типов данных, как в следующем примере:

int main()
{
    char* arr = new char[8];
    *reinterpret_cast<uint32_t*>(&arr[1]) = 1u;
    return 0;
}

Компиляция и запуск с clang UndefinedBehaviorSanitizer сообщит о следующей ошибке:

runtime error: store to misaligned address 0x602000000011 for type 'uint32_t' (aka 'unsigned int'), which requires 4 byte alignment

Я полагаю, что мог бы сделать это по-другому, но почему это поведение undefined? Какие понятия здесь задействованы?

uint32_t* соответствует адресам, которые являются множителями 4, например. 0, 4, 8 и т. д. И теперь вы просите преобразовать адрес, скажем, 5, в uint32_t*. Что должно произойти?
user2956272 31.05.2019 00:45

Указатель uint32_t должен быть выровнен

Raxvan 31.05.2019 00:47

Возможный дубликат Как выровнять указатель

Borgleader 31.05.2019 00:51
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
1
3
351
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

Вы не можете привести произвольное char* к uint32_t*, даже если оно указывает на массив, достаточно большой, чтобы вместить uint32_t

Есть несколько причин, почему.

Практический ответ:

uint32_t вообще любит выравнивание по 4 байта: его адрес должен быть кратен 4.

char такого ограничения нет. Может жить по любому адресу.

Это означает, что произвольный char* вряд ли будет правильно выровнен для uint32_t.

Ответ языкового юриста:

Помимо проблемы с выравниванием, ваш код демонстрирует неопределенное поведение, потому что вы нарушаете строгие правила алиасинга. По адресу, на который вы пишете, не существует объекта uint32_t, но вы обращаетесь с ним так, как будто он там есть.

В общем, в то время как char* может использоваться для указания на любой объект и чтения его байтового представления, T* для любого заданного типа T, не можем может использоваться для указания на массив байтов и записи в него байтового представления объекта.


Независимо от причины ошибки, способ ее устранения одинаков:

Если вы не заботитесь об обработке байтов как uint32_t и просто сериализуете их (например, для отправки по сети или записи на диск), вы можете std::copy байты в буфер:

char buffer[BUFFER_SIZE] = {};
char* buffer_pointer = buffer;
uint32_t foo = 123;
char* pfoo = reinterpret_cast<char*>(&foo);
std::copy(pfoo, pfoo + sizeof(foo), buffer_pointer);
buffer_pointer += sizeof(foo);
uint32_t bar = 234;
char* pbar = reinterpret_cast<char*>(&bar);
std::copy(pbar, pbar + sizeof(bar), buffer_pointer);
buffer_pointer += sizeof(bar);
// repeat as needed

Если вы делать хотите обрабатывать эти байты как uint32_t (например, если вы реализуете std::vector-подобную структуру данных), вам необходимо убедиться, что буфер правильно выровнен, и использовать новое размещение:

std::aligned_storage_t<sizeof(uint32_t), alignof(uint32_t)> buffer[BUFFER_SIZE];
uint32_t foo = 123;
uint32_t* new_uint = new (&buffer[0]) uint32_t(foo);
uint32_t bar = 234;
uint32_t* another_new_uint = new (&buffer[1]) uint32_t(foo);
// repeat as needed

Это очень исчерпывающий и хорошо объясненный ответ, спасибо!

Kelno 31.05.2019 01:48

Чтобы быть педантичным, вы можете сделать слепок; строгое правило псевдонимов не нарушается до тех пор, пока вы не попытаетесь прочитать или записать, разыменовав результат приведения. Если выравнивание неправильное, то результат приведения не указан. Если выравнивание правильное, вы можете сделать приведение, а затем использовать memcpy, например, с 32-битными единицами измерения.

M.M 31.05.2019 03:14

Другие вопросы по теме