定义具有特定对齐方式的自动变量的优雅方式

Question

我正在使用 ARM 编译器并有一个硬件外围设备（具有直接内存访问），它需要对传递给它的内存缓冲区进行特定对齐（32 字节对齐）。当缓冲区为 global/static 并且可以使用编译器支持的 aligned 属性定义时，这不是问题。每当需要在本地传递某个函数中定义的缓冲区时，就会出现问题，即具有自动存储 class。我尝试做类似于以下的事情：

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
}

这是愉快地编译并在 x86 编译器上工作。但不在 armcc 中，它在抱怨：

Warning: #1041-D: alignment for an auto object may not be larger than 8

所以这个方法是行不通的。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
}

而 ALIGN_UP_32 是 return unalignedBuffer 中第一个对齐地址的宏（我猜实现细节在这里并不重要）。

正如我所说，我不喜欢这种方法，想知道是否有更优雅的方法来实现同样的目的？

Answer 1

I am working with the ARM compiler

您是否也尝试过 最近的 GCC（可能配置为交叉编译器），例如2018 年 11 月的 GCC 8？

ARM ABI 不保证堆栈指针（可能）与 32 字节对齐。

所以任何自动变量都没有按照你想要的那样对齐。

您可以避免它们（并系统地使用适当对齐的堆内存区域）。或者你可以分配比需要更多的东西并对其进行指针运算。

我觉得你的 char* pAlignedBuffer = ALIGN_UP_32(unalignedBuffer); 是一个很好的方法，我相信优化编译器会生成非常高效的代码。

I don't like this approach and wondering if there is a more elegant way to achieve the same?

我相信你的方法很好，其他任何方法都是等效的。

PS。另一种方法可能是修补您的 GCC 编译器（可能使用插件）以更改堆栈指针的默认对齐方式（从而有效地更改您的 ABI and calling conventions）。这将花费您数周（或数月）的努力。

Answer 2

你的两个选项看起来是最简单的。然而（并且只是猜测，我没有想太多关于我自己的答案），另一种选择可能是创建另一个堆栈。当包含您的缓冲区的函数被执行时，上下文被切换（好吧，只是 SP - 在管理员模式下 - ）现在 SP 指向第二个堆栈。这个堆栈分配在一个 32 位对齐的部分，它只会包含 32 位对齐的对象，所以当一个本地 32 位对齐的变量被创建时，它将被分配在一个 32 位对齐的内存堆中，一旦变量超出范围就会被释放.一旦函数执行完毕，SP 就会切换回主堆栈。函数的执行必须被视为临界区，以避免 push/pop 在错误的堆栈中。我不认为这会产生堆栈溢出，但正如我所说，我离题了，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式

Elegant way to define an automatic variable with specific alignment

c

arm

memory-alignment

armcc