Question

我正在使用ARM编译器，并且具有硬件外围设备（具有直接内存访问权限），该外围设备要求传递给它的内存缓冲区具有特定的对齐方式（32字节对齐方式）。当缓冲区是全局/静态缓冲区并且可以使用编译器支持的aligned属性定义时，这不是问题。每当需要本地传递某些函数中定义的缓冲区（即具有自动存储类）时，就会出现问题。我试图做类似以下的事情：

typedef struct  __attribute__((aligned(32)))
{
    char bytes[32];
} aligned_t;

_Static_assert(sizeof(aligned_t)==32, "Bad size");

void foo(void)
{
    aligned_t alignedArray[NEEDED_SIZE/sizeof(aligned_t)];
    //.... use alignedArray
}

这很高兴地被编译并且可以在 x86 编译器上工作。但不是在 armcc 中，它在抱怨：

警告：＃1041-D：自动对象的对齐方式不得大于 8

所以这种方法行不通。还有一个我觉得很丑：

void foo(void)
{
    char unalignedBuffer[NEEDED_SIZE + 32 - 1];
    char pAlignedBuffer = ALIGN_UP_32(unalignedBuffer);
    //.... use pAlignedBuffer
}

ALIGN_UP_32是一个宏，用于返回unalignedBuffer中的第一个对齐地址（我想这里的实现细节并不重要）。

就像我说的那样，我不喜欢这种方法，并且想知道是否有更优雅的方法来实现这一目标？

Answer 1

我正在使用ARM编译器

您是否还尝试了 recent GCC（可能配置为交叉编译器），例如GCC 8将于2018年11月发布？

ARM ABI无法保证堆栈指针（可能）对齐到32个字节。

因此，任何自动变量的对齐方式都不理想。

您可以避免使用它们（并系统地使用适当对齐的堆内存区域）。或者，您可以分配超出所需数量的资源，并对其进行指针算术运算。

我认为您的char* pAlignedBuffer = ALIGN_UP_32(unalignedBuffer);是一个很好的方法，并且我相信优化的编译器会生成非常有效的代码。

我不喜欢这种方法，并且想知道是否有更优雅的方法来实现这一目标？

我相信您的方法是好的，其他任何方法都是等效的。

PS。另一种方法可能是修补GCC编译器（可能带有插件）以更改堆栈指针的默认对齐方式（因此有效地更改了ABI和calling conventions）。这将需要数周（或数月）的时间。

Answer 2

您的两个选项看起来最简单。但是（只是猜测，我对自己的答案没有考虑太多），另一个选择可能是创建另一个堆栈。当执行包含缓冲区的函数时，将切换上下文（嗯，只有SP-在超级用户模式下-），现在SP指向第二个堆栈。该堆栈在32位对齐的节中分配，并且仅包含32位对齐的对象，因此，在创建本地32位对齐的变量时，它将在32位对齐的内存堆中分配，一旦该变量超出范围，该内存将释放。一旦执行了该功能，SP将切换回主堆栈。为了避免在错误的堆栈中压入/弹出，必须将功能的执行视为关键区域。我不认为这会导致堆栈溢出，但是正如我所说的那样，以防万一它有帮助...

定义具有特定对齐方式的自动变量的优雅方法

2 个答案: