aarch64中的结构对齐答案

【问题标题】：Structure alignment in aarch64aarch64中的结构对齐
【发布时间】：2018-02-24 07:56:00
【问题描述】：

用arm gcc交叉编译aarch64，结构如下：

struct lock {
    uint32_t lk;
};

总是被编译成一个与 8 个字节对齐的地址。当我尝试将结构放到 4 字节对齐的地址上时，gcc 将在结构之前填充 4 个空字节以使其位于 8 字节对齐的地址上。

这是约定吗？或者我可以将其配置为 4 个字节对齐。

ldscript:

SECTIONS {
.init.data : {
         *(.init.data.v);
         *(.init.data.l);
 } > INIT_DATA
}

在 .init.data.v 中有一个 uint32_t，然后在 .init.data.l 中有一个结构锁变量，但它们之间有一个 4 字节的填充。如果代码在 .init.data.v 中有一个 uint32_t，然后在 .init.data.l 中有另一个 uint32_t，则没有 4 字节填充。

所以只有结构变量会导致这个 4 字节填充。

https://pastebin.com/kRsmPwrS

【问题讨论】：

你的链接脚本是什么？
我把这个结构体放在链接描述文件的一个用户定义的部分，从8字节对齐的地址开始，第一个变量是一个uint32_t，然后是这个结构体，但是它们之间有一个4字节的空填充
我会尝试在链接描述文件中设置它。我现在没有任何类似的项目 - 所以不能尝试并且没有时间创建一个新项目。
为什么要更改对齐方式？
来自 Linaro 的某个人给了我下面的链接，它谈到了同样的问题，他鼓励报告对齐属性缺失的错误：gcc.gnu.org/ml/gcc-patches/2017-06/msg00317.html

标签： c gcc arm

【解决方案1】：

我猜，这是为了提高数据访问性能——你说的是 64 位 CPU。

【讨论】：

能否让编译器将结构放入4字节对齐的地址？
在 64 位 CPU 上将 4 字节对齐的地址转换为结构指针可以吗？
可以试试这个：int x __attribute__ ((aligned (XXXX)))
我尝试将 __attribute__((aligned(4)) __attribute__((packed(4)) 放在结构定义之后，它们都不起作用。
我记得，对齐并不能保证。如果平台不支持所需的对齐，aligned atrubute 将被忽略。

【解决方案2】：

这个网站上有很多关于这个的问题。

您可能需要将-munaligned-access 传递给编译器以使其执行此操作，具体取决于您的确切目标处理器。这确实引出了为什么在这里的问题。

另见

Does AArch64 support unaligned access?

Linaro g++ aarch64 compilation cause unalignment fault

【讨论】：

【解决方案3】：

asm(".global _start; _start: b .");


struct lock {
    unsigned int lk;
};

struct lock x;
unsigned char a;
unsigned short b;
struct lock y;


void centry ( void )
{
}

Gcc 只是在尝试对齐

Disassembly of section .text:

0000000000001000 <_start>:
    1000:   14000000    b   1000 <_start>
    1004:   d503201f    nop

0000000000001008 <centry>:
    1008:   d65f03c0    ret

Disassembly of section .bss:

0000000000002000 <b>:
    ...

0000000000002008 <x>:
    ...

0000000000002010 <y>:
    2010:   00000000    .inst   0x00000000 ; undefined

0000000000002014 <a>:
    2014:   00000000    .inst   0x00000000 ; undefined

如果你能避免它，你真的不应该抗拒它。如果您试图跨编译域指向结构，那么无论如何您都是在自找麻烦。

asm(".global _start; _start: b .");


struct lock {
    unsigned int lk;
};

struct lock x;
unsigned char a;
unsigned short b;
unsigned int c;
unsigned int d;
struct lock y;
unsigned int e;

void centry ( void )
{
}

成功了

Disassembly of section .text:

0000000000001000 <_start>:
    1000:   14000000    b   1000 <_start>
    1004:   d503201f    nop

0000000000001008 <centry>:
    1008:   d65f03c0    ret

Disassembly of section .bss:

0000000000002000 <b>:
    ...

0000000000002008 <x>:
    2008:   00000000    .inst   0x00000000 ; undefined

000000000000200c <c>:
    200c:   00000000    .inst   0x00000000 ; undefined

0000000000002010 <y>:
    2010:   00000000    .inst   0x00000000 ; undefined

0000000000002014 <d>:
    2014:   00000000    .inst   0x00000000 ; undefined

0000000000002018 <a>:
    2018:   00000000    .inst   0x00000000 ; undefined

000000000000201c <e>:
    201c:   00000000    .inst   0x00000000 ; undefined

我不会依赖这些设置或它们如何安排事物，您让编译器在结构上设置对齐和打包，以便理想情况下它不会产生对齐错误或性能损失。如果您开始惹麻烦，只是自找麻烦，可能需要几天或几年的时间才能遇到麻烦，但最终会的。

【讨论】：