Выравнивание и объекты в "сырой" памяти

@d7d1cd · Регистрация: 30.06.2011

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Привет всем. Нужна помощь гуру С++ со знаниями стандарта.
Есть буфер, в котором лежит значение типа int. Нужно работать с этим значением (читать и писать). Для этого я использую placement new:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
// Есть сырой буфер, в котором с индекса 1 лежит значение int
char buffer[64];
 
// Создам на этом буфере в нужном месте объект int
int* pi = new (buffer + 1) int;
 
// Работа с данными
*pi = 777;
int i = *pi;

Но мне говорят, что такой код - это UB, так как адрес buffer + 1 может не быть кратным размеру типа int. Это так?

Verevkin · 30.12.2020, 11:18

Сообщение от d7d1cd

C++
1
2
// Создам на этом буфере в нужном месте объект int
int* pi = new (buffer + 1) int;

@DrOffset · 30.12.2020, 11:19

d7d1cd, в целом да. Успешность невыровненного доступа зависит от платформы. Где-то просто будет медленнее работать, где-то будет системное прерывание.

Добавлено через 23 секунды
Verevkin, конечно.

Verevkin · 30.12.2020, 11:22

Сообщение от d7d1cd

Но мне говорят, что такой код - это UB, так как адрес buffer + 1 может не быть кратным размеру типа int. Это так?

Быстрее всего просто тупо посмотреть под дебаггером значения адресов. Т.е. убдиться, как компайлер интерпретирует этот +1 к адресу - как char или как int. От этого и плясать.

@DrOffset · 30.12.2020, 11:28

d7d1cd, memcpy в помощь. Или забить.

@d7d1cd · 30.12.2020, 11:36 **[ТС]**

Сообщение от DrOffset

d7d1cd, в целом да. Успешность невыровненного доступа зависит от платформы. Где-то просто будет медленнее работать, где-то будет системное прерывание.

А существует ли способ работы с данными в буфере без неопределенного поведения? Я пробовал как показано ниже, но мне сказали, что UB никуда не делось

.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
#include <iostream>
#include <new>
 
 
#pragma pack(1)
struct IntWrap { int i; };
#pragma pop
 
 
int main(int argc, char** argv)
{
    // Есть сырой буфер, в котором с индекса 1 лежит значение int
    char buffer[64];
 
    // Создам на этом буфере в нужном месте объект IntWrap
    IntWrap* iw = new (buffer + 1) IntWrap;
 
    // Запишу в сырой буфер число. Есть ли здесь UB?
    *static_cast<int*>(IntWrap) = 777;
 
    // Прочитаю из сырого буфера число. Есть ли здесь UB?
    int i = *static_cast<int*>(IntWrap);
}

Добавлено через 45 секунд

Сообщение от DrOffset

d7d1cd, memcpy в помощь. Или забить.

В каком смысле забить? Задачу то надо решить.

@DrOffset · 30.12.2020, 11:42

d7d1cd, если ваша программа живёт на платформе, на которой нет проблем с невыровненным доступом (например, intel), то можно забить.

А так, я уже сказал как это решается - через memcpy.

Алексей1153 · 30.12.2020, 11:42

d7d1cd, а для чего так дробить память? Чем не устраивает структура навроде

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
#pragma pack(push,1)
struct mystruct
{
   char c{};
   int32_t i{};
   char reserv[59]{};
};
#pragma pack(pop)
static_assert(sizeof(mystruct)==64);

@DrOffset · 30.12.2020, 11:43

Алексей1153, это тоже самое только более засахарено и проблемы имеет те же.

Алексей1153 · 30.12.2020, 11:44

DrOffset, если проблемы те же, то выбор очевиден

@DrOffset · 30.12.2020, 11:47

Алексей1153, так суть вопроса темы не в выборе представления данных, а в решении проблем с выравниванием.

Алексей1153 · 30.12.2020, 11:51

Сообщение от d7d1cd

Есть буфер, в котором лежит значение типа int. Нужно работать с этим значением (читать и писать)

обычная задача парсинга (например, пакеты из железяк). Что тут можно ещё особо придумать, кроме как описание в виде выровненной структуры?

Добавлено через 1 минуту
ну нет, придумать можно - поменять формат данных в этой железяке

@DrOffset · 30.12.2020, 11:57

d7d1cd, тут нет, кстати, неопределенного поведения. Тут implementation defined поведение.

@d7d1cd · 30.12.2020, 12:18 **[ТС]**

Сообщение от DrOffset

если ваша программа живёт на платформе, на которой нет проблем с невыровненным доступом (например, intel), то можно забить.

А как узнать, есть ли проблема с не выровненным доступом на моей платформе?

@DrOffset · 30.12.2020, 12:26

d7d1cd, документацию посмотреть.

@d7d1cd · 30.12.2020, 14:41 **[ТС]**

DrOffset, что конкретно искать? Может есть какие-то ключевые слова? Документации гигабайты.

Добавлено через 2 часа 0 минут

Сообщение от DrOffset

ут нет, кстати, неопределенного поведения. Тут implementation defined поведение.

А можно ссылку на документ, где об этом говорится?

@TRam_ · 30.12.2020, 15:46

Сообщение от d7d1cd

DrOffset, что конкретно искать? Может есть какие-то ключевые слова?

Архитектура процессора (который используется), выравнивание данных.

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от d7d1cd

Я пробовал как показано ниже

Вариант с memcpy()

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
int main()
{
    char buffer[64];
 
 
    int iw_val = 777;
    memcpy(buffer + 1, &iw_val, sizeof(int));
 
    int i;
    memcpy(&i, buffer + 1, sizeof(int));
}

@oleg-m1973 · 30.12.2020, 15:58

Сообщение от d7d1cd

// Есть сырой буфер, в котором с индекса 1 лежит значение int
char buffer[64];

А выделенные на стеке объекты разве выравниваются? Здесь buffer всегда будет начинаться с чётного адреса?

@DrOffset · 30.12.2020, 19:32

Сообщение от d7d1cd

А можно ссылку на документ, где об этом говорится?

У меня нет такой ссылки. Но я исхожу из того, что стандарт C++ считает вот такое размещение объекта в готовой памяти корректным. Тут нет неопределенного поведения (если кто-то вспомнит про strict aliasing, то именно в данном случае с ним проблемы нет):

Сообщение от d7d1cd

C++
1
int* pi = new (buffer + 1) int;

А вот что произойдет, если мы в результате этого получим указатель (pi) с невыровненным адресом и будем его использовать для доступа, в стандарте C++ вообще не оговаривается (в отличие от стандарта С, в котором это явным образом UB). Предельно формально, с точки зрения С++, эта ситуация должна рассматриваться как UB (потому что если нет текста в стандарте по этому поводу, то это автоматически означает UB), но тут на помощь нам приходит здравый смысл совместно с документацией на платформу, в которой эта вещь четко прописана.
Вот, например, для Intel про это написано здесь.

@eva2326 · 31.12.2020, 14:11

Сообщение от DrOffset

если мы в результате этого получим указатель (pi) с невыровненным адресом и будем его использовать для доступа, в стандарте C++ вообще не оговаривается

Оговаривается.
- В стандарте полным полно мест, которые затрагивают вопросы выравнивания для объектов.
- В стандарте полным полно инструментов контроля за выравниванием.
- В стандарте куча мест, где указывается, что несоблюдения требований может приводить к UB

Например в данном тезисе перечисляются требования без которых объект не сможет начать жить:

6.7.3 Lifetime
- storage with the proper alignment and size for type T is obtained

А вот здесь прямым текстом сообщается, что будет при попытке доступа к неживому объекту:

The program has undefined behavior if:
- the pointer is used to access a non-static data member or call a non-static member function of the object

Если покапаться, наверняка ещё можно найти ножество цитат, где прямым или косвенным образом дают понять, что будет, если нарушать требования.

Сообщение от DrOffset

на помощь нам приходит здравый смысл

Здравый смысл подсказывает: проблема с выравниванием - аппаратная, а не софтверная.
Поэтому, то, что язык си трактует как UB, никуда не делось и в с++.

В самой фразе: "требования к выравниванию" не просто так используется слово: "требование".

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Советы по крайней бережливости. Внимание, это ОЧЕНЬ длинный пост. Programma_Boinc 28.12.2025 Советы по крайней бережливости. Внимание, это ОЧЕНЬ длинный пост. Налог на собак: https:/ / ********/ gallery/ V06K53e Финансовый отчет в Excel: https:/ / ********/ gallery/ bKBkQFf Пост отсюда. . .	Кто-нибудь знает, где можно бесплатно получить настольный компьютер или ноутбук? США. Programma_Boinc 26.12.2025 Нашел на реддите интересную статью под названием Anyone know where to get a free Desktop or Laptop? Ниже её машинный перевод. После долгих разбирательств я наконец-то вернула себе. . .	Thinkpad X220 Tablet — это лучший бюджетный ноутбук для учёбы, точка. Programma_Boinc 23.12.2025 Рецензия / Мнение/ Перевод Нашел на реддите интересную статью под названием The Thinkpad X220 Tablet is the best budget school laptop period . Ниже её машинный перевод. Thinkpad X220 Tablet —. . .	PhpStorm 2025.3: WSL Terminal всегда стартует в ~ and_y87 14.12.2025 PhpStorm 2025. 3: WSL Terminal всегда стартует в ~ (home), игнорируя директорию проекта Симптом: После обновления до PhpStorm 2025. 3 встроенный терминал WSL открывается в домашней директории. . .	Как объединить две одинаковые БД Access с разными данными VikBal 11.12.2025 Помогите пожалуйста !! Как объединить 2 одинаковые БД Access с разными данными.
Новый ноутбук volvo 07.12.2025 Всем привет. По скидке в "черную пятницу" взял себе новый ноутбук Lenovo ThinkBook 16 G7 на Амазоне: Ryzen 5 7533HS 64 Gb DDR5 1Tb NVMe 16" Full HD Display Win11 Pro	Музыка, написанная Искусственным Интеллектом volvo 04.12.2025 Всем привет. Некоторое время назад меня заинтересовало, что уже умеет ИИ в плане написания музыки для песен, и, собственно, исполнения этих самых песен. Стихов у нас много, уже вышли 4 книги, еще 3. . .	От async/await к виртуальным потокам в Python IndentationError 23.11.2025 Армин Ронахер поставил под сомнение async/ await. Создатель Flask заявляет: цветные функции - провал, виртуальные потоки - решение. Не threading-динозавры, а новое поколение лёгких потоков. Откат?. . .	Поиск "дружественных имён" СОМ портов Argus19 22.11.2025 Поиск "дружественных имён" СОМ портов На странице: https:/ / norseev. ru/ 2018/ 01/ 04/ comportlist_windows/ нашёл схожую тему. Там приведён код на С++, который показывает только имена СОМ портов, типа,. . .	Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Programma_Boinc 20.11.2025 Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Вот решила сделать интересный приблизительный подсчет, сколько государство потратило на меня денег на покупку инсулинов. . . .

@DrOffset 19491 / 10097 / 2460 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,805
	30.12.2020, 11:19
	d7d1cd, в целом да. Успешность невыровненного доступа зависит от платформы. Где-то просто будет медленнее работать, где-то будет системное прерывание. Добавлено через 23 секунды Verevkin, конечно. 0

@DrOffset 19491 / 10097 / 2460 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,805
	30.12.2020, 11:28
	d7d1cd, memcpy в помощь. Или забить. 0

@DrOffset 19491 / 10097 / 2460 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,805
	30.12.2020, 11:42
	d7d1cd, если ваша программа живёт на платформе, на которой нет проблем с невыровненным доступом (например, intel), то можно забить. А так, я уже сказал как это решается - через memcpy. 0

@DrOffset 19491 / 10097 / 2460 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,805
	30.12.2020, 11:43
	Алексей1153, это тоже самое только более засахарено и проблемы имеет те же. 0

Алексей1153 фрилансер 6444 / 5639 / 1128 Регистрация: 11.10.2019 Сообщений: 15,005
	30.12.2020, 11:44
	DrOffset, если проблемы те же, то выбор очевиден 0

@DrOffset 19491 / 10097 / 2460 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,805
	30.12.2020, 11:47
	Алексей1153, так суть вопроса темы не в выборе представления данных, а в решении проблем с выравниванием. 0

@DrOffset 19491 / 10097 / 2460 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,805
	30.12.2020, 11:57
	d7d1cd, тут нет, кстати, неопределенного поведения. Тут implementation defined поведение. 0

@DrOffset 19491 / 10097 / 2460 Регистрация: 30.01.2014 Сообщений: 17,805
	30.12.2020, 12:26
	d7d1cd, документацию посмотреть. 0