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C别名规则和memcpy

strict-aliasing c c++

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zvrba · 技术社区 · 14 年前

在回答另一个问题时,我想到了下面的例子:

void *p;
unsigned x = 17;

assert(sizeof(void*) >= sizeof(unsigned));
*(unsigned*)&p = 17;        // (1)
memcpy(&p, &x, sizeof(x));  // (2)

第1行打破了别名规则。但是,第2行是正常的。别名规则。问题是:为什么?编译器是否对函数(如memcpy)有特殊的内置知识,或者是否有其他一些规则可以使memcpy正常工作?有没有一种方法可以在标准C中实现类似memcpy的函数而不破坏别名规则?

1 回复 | 直到 14 年前

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Johannes Schaub - litb 14 年前

这个 C标准 很清楚。由命名的对象的有效类型 p 是 void* ,因为它具有声明的类型,请参见 6.5/6 . c99中的别名规则适用于读取和写入,写入 空洞* 通过一个 unsigned 左值 (1) 未定义的行为 6.5/7 .

相比之下, memcpy 属于 (2) 很好,因为 unsigned char* 可以为任何对象创建别名( 5.5/7 )本标准规定 曼皮西 在 7.21.2/1 作为

对于本款中的所有函数,每个字符都应被解释为具有无符号字符类型(因此,每个可能的对象表示都是有效的,并且具有不同的值)。

memcpy函数将n个字符从s2指向的对象复制到s1指向的对象。如果复制发生在重叠的对象之间,则行为将不受影响。

但是,如果存在使用 磷 然后,根据位模式,这可能会导致未定义的行为。如果这样的使用没有发生,那么C语言中的代码就可以了。

根据 C++标准 在我看来,在这个问题上还不清楚,我认为以下观点是成立的。请不要将这种解释视为唯一可能的解释——含糊不清/不完整的规范给猜测留下了很大的空间。

线 (1) 是有问题的,因为 &p 可能不适合 未签名的 类型。它更改存储在中的对象的类型 磷 成为 unsigned int . 只要你以后不通过 磷 ,别名规则未被破坏,但对齐要求可能仍然存在。

线 (2) 但是没有对齐问题,因此只要您不访问就有效 磷 后来作为 空洞* ,这可能导致未定义的行为,具体取决于 空洞* 类型解释存储的位模式。我认为物体的类型不会因此而改变。

有一个很长的 GCC Bugreport 这还讨论了通过这样的强制转换产生的指针进行写入的含义,以及新位置的不同之处(列表中的人不同意这一点)。