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        arm 下C編程的非對齊訪問

        作者: 時間:2016-11-09 來源:網絡 收藏
        看到這個標題,你以為我要講的是程序中結構體的字節對齊問題,那你就錯了,我要講的是arm下的對于非對齊數據的訪問。這個問題把我折騰了一天啊!

        閑話少說了,先貼一個測試的代碼,如果有arm開發板的同學可以拿到板子上跑一下,和在x86機器上跑出來的程序結果對比一下。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201611/317699.htm

        測試代碼

        #include #include struct test{unsigned char  a;unsigned char  b;unsigned char  sc;unsigned char  sd;};struct test bbb;int main (int argc, char  argv){char *tmp=(char *)&bbb;printf("sizeof(struct test)=%d n",sizeof(struct test));bbb.a = 0x01;bbb.b = 0x02;bbb.sc = 0x03;bbb.sd = 0x04;printf("bbb   0x%08x n",*(unsigned long *)tmp);printf("tmp   %x= 0x%04x n",(int)tmp,*((unsigned short *)(tmp)));tmp+=1;printf("tmp+1 %x= 0x%04x n",(int)tmp,*((unsigned short *)(tmp))); tmp+=1;printf("tmp+2 %x= 0x%04x n",(int)tmp,*((unsigned short *)(tmp)));  }

        結果出乎意料(如果你不知道),竟然結果不同。

        問題分析:

        我們假設變量bbb在內存中是這樣分布的

        0x10000x01
        0x10010x02
        0x10020x03
        0x10030x04

        1、tmp開始的時候是指向0x1000的,取將tmp強制轉換為unsigned short 后輸出地值為0x0201,這個沒問題。

        2、將tmp向后移動一位到0x1001后,取將tmp強制轉換為unsigned short 后輸出地值,這里,在x86和arm上跑的時候,就出現了不同的值了

        在x86機器上跑出來的值是0x0302,這個是我們所期望的;但是在arm上這個值是0x0201。回去了?!

        與其他RISC架構一樣,ARM處理器能夠高效地訪問對齊的數據,即字地址的末尾兩位為零,半字地址的最后一位為零,也稱這樣的數據位于它的自然大小邊界或者是自然對齊的。ARM編譯器希望普通的“C”指針指向一個4字節對齊內存地址,這樣它可以在代碼中使用LDR/STR指令一次操作4個字節,否則只能使用LDRB/LDRH等字節/半字操作指令。相反如果指針指向一個非自然對齊的地址,例如如果一個整型指針指向地址0x8006,當然希望裝載地址0x8006-0x8007-0x8008-0x8009處的數據,但是實際上ARM會對非自然對齊的地址進行轉換而從裝載地址 0x8004-0x8005-0x8006-0x8007處的數據。

        3、如果是long型的強制轉換,

        long *tmp_long=(long *)tmp;

        如果現在tmp指向的是0x1002,*tmp_long會是什么值呢?在x86下可能會出現段錯誤,因為內存越界了,如果沒有的話,輸出應該是0x00000403;

        在arm下輸出的結果是0x02010304,這個我沒太想明白。我看網上有的說是循環移位的結果,這個循環移位以字節。如果是這個樣子的話,那么short類型為什么不是循環移位啊?想不明白啊。

        總結:

        對于arm中的雙字節或者4字節數據的訪問,不能直接通過數據類型的強制轉換來實現,必須通過單字節的方式:使用單字節賦值,或者memcpy等函數,不過這樣做的時候,首先要先確定數據是大端還是小端模式。

        例如上面的數據,需要取出long型,可以這樣做

        long tmp_long;memcpy(&tmp_long,tmp,4);


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