std::可选和打包结构成员的 gcc 问题

Question

我需要使用打包结构来解析传入的数据。我还有一个 std::Optional 值，我想将其分配给结构成员之一的值。然而，它失败了。我想我理解这个问题，基本上引用与内存宽度不对齐的变量可能是一件坏事。

代码示例使用 clang 14 进行编译，但不能使用 gcc 12 进行编译。这是一个错误还是一个“功能”？

#include <cstdint>
#include <optional>

struct Data {
    uint8_t a{};
    uint32_t b{};
} __attribute__((packed));

int main() {
    Data t;
    std::optional<uint32_t> val{};
    val = t.b;  // <<< this failes
    val = (decltype(t.b)) t.b;
}

clang：https://godbolt.org/z/eWfaqb3a3

海湾合作委员会：https://godbolt.org/z/or1W5MbdG

我知道打包结构的“一般问题”。由于我的目标是具有 x86-64 的嵌入式设备，并且正在解析的数据来自工业标准总线，因此我相信我是安全的。

Answer 1

ARM CPU 有一个位表示未对齐访问是否会导致处理器陷阱，或者由 CPU 使用较慢的访问方法透明地处理。 Clang 默认 CPU 允许未对齐访问，而 GCC 默认 CPU 捕获未对齐访问。

因此对于 Clang 来说，为未对齐的

int&

创建一个

t.b

是完全可以的，因为 CPU 会透明地处理可能导致的未对齐访问。另一方面，对于 GCC，从

int&

创建

t.b

会带来代码访问它并导致陷阱的风险。采用

int&

的函数的合约规定

int

必须对齐。所以编译器失败，因为合同无法得到满足。但是，如果您编写

(decltype(t.b)) t.b;

，您将创建要使用的

t.b

的副本，从而避免未对齐的问题，因为编译器知道如何复制未对齐的

uint32_t

。您可以指定编译器标志来更改有关未对齐访问的默认假设。允许 GCC 应该使代码编译，但假设您的 ARM CPU 将配置为允许所述未对齐访问。