抛出对齐类型时Clang运行时错误.编译错误？

Question

我有一个声明的类型__attribute__((aligned(16))).clang在x86_64上使用OS X 构建时,以下代码在尝试throw包含此类型的值时会导致GP错误.发生故障的原因是编译器生成一个128位移动指令,该指令必须在16字节边界上对齐,但地址未正确对齐.

这是一个重现问题的程序:

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

struct __attribute__((aligned(16))) int128 {
    uint64_t w[2];
};

int main()
{
    try {
        int128 x;
        throw x;
    } catch (int128 &e) {
        printf("%p %lu\n", &e, sizeof(e));
    }
}

并且具有故障位置的拆卸标记为->:

a.out`main:
    0x100000db0 <+0>:   pushq  %rbp
    0x100000db1 <+1>:   movq   %rsp, %rbp
    0x100000db4 <+4>:   subq   $0x40, %rsp
    0x100000db8 <+8>:   movl   $0x10, %eax
    0x100000dbd <+13>:  movl   %eax, %edi
    0x100000dbf <+15>:  callq  0x100000e8c               ; symbol stub for: __cxa_allocate_exception
    0x100000dc4 <+20>:  movaps -0x10(%rbp), %xmm0
->  0x100000dc8 <+24>:  movaps %xmm0, (%rax)
    0x100000dcb <+27>:  movq   0x23e(%rip), %rsi         ; (void *)0x0000000100001058
    0x100000dd2 <+34>:  xorl   %ecx, %ecx
    0x100000dd4 <+36>:  movl   %ecx, %edx
    0x100000dd6 <+38>:  movq   %rax, %rdi
    0x100000dd9 <+41>:  callq  0x100000e9e               ; symbol stub for: __cxa_throw

当前注册:

(lldb) register read rax
       rax = 0x0000000100905b08

看起来正在发生的事情是__cxa_allocate_exception函数不知道它为其分配存储的类型的对齐要求.在我的系统上,它恰好分配一个以8结尾的地址,因此不是16字节对齐的.当movaps指令尝试将数据移动到该存储器位置时,CPU由于未对齐访问而发生故障.

编译器信息(clang来自Xcode 6.3.2):

$ clang --version
Apple LLVM version 6.1.0 (clang-602.0.53) (based on LLVM 3.6.0svn)
Target: x86_64-apple-darwin14.3.0
Thread model: posix

这是编译器错误吗？有什么方法可以解决这个问题？

更新:我已将此提交到LLVM错误数据库:https://llvm.org/bugs/show_bug.cgi？id = 23868

Answer 1

进一步研究一下，似乎__cxa_allocate_exception基本上从未定义过理解对齐（对于 Clang 或 GCC），因此抛出对齐的对象基本上属于 UB（好吧，对齐无论如何都是编译器特定的扩展......）。它似乎保证的唯一对齐方式是 8 字节，因为这是任何内置类型 ( double) 所需的最大对齐方式。

我能想到的最简单的解决方法就是简单地使用未对齐的类型throw：

struct unaligned_int128 {
    uint64_t w[2];
    unaligned_int128(const int128 &x) { w[0] = x.w[0]; w[1] = x.w[1]; }
};

int main()
{
    try {
        int128 x;
        throw unaligned_int128(x);
    } catch (unaligned_int128 &e) {
        printf("%p %lu\n", &e, sizeof(e));
    }
}