【发布时间】：2015-06-23 16:27:34
【问题描述】：
我正在为使用uint8_t 数组作为池的微控制器编写内存管理器。从这个池中，它将请求大小的内存分配给用户。
我正在研究其他内存实现。 Contiki 有一个名为 mmem。在他们的文档中，他们声明：
需要注意的是mmem_alloc()分配的内存是1字节 对齐。这与 malloc() 所做的不同。记忆 用 malloc() 分配的每个数据类型都适当对齐，并且 返回的 void 指针可以安全地转换为任何其他指针 输入。
相反，指向由 mmem_alloc() 分配的内存的指针不能 安全地转换为除 char*、signed char* 或 无符号字符*。
这意味着如果分配的内存块用于存储 结构类型的内容，要么该结构必须声明为打包 或必须使用 memcpy()。使用 GCC 可以指定打包结构 使用以下语法：
...
所以这是一个我从未意识到的非常大的问题。
几个问题：
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这适用于所有架构吗？我正在阅读Wikipedia，他们指出大多数架构都支持未对齐的数据，这只会减慢速度。
（对于 x68）：但是，也有未对齐访问的指令，例如 MOVDQU。
Contiki 链接谈到了打包结构体以解决对齐问题。有没有办法“打包”
uint16_t或int32_t值？我为用户提供了用于常见数据访问的宏，所以这可能是一个可能的解决方案
ARM 处理器是否支持自动非对齐访问？ x86怎么样？真的有这么多陷阱吗？
我应该只允许对齐的分配请求，并填写任何其他数据吗？这对我来说会很烦人。
编辑：
感谢您提供有用的答案，但是由于内存管理器的工作方式，我无法在用户请求对齐的地方写一些东西（它必须通过移动数据进行碎片整理——我不愿意增加担心对齐方式的复杂性有些数据是，因为这会显着影响整个系统的性能）
似乎在我的系统 (Ubuntu) 和我所针对的 ARM 内核上，数据对齐都不是问题。
来自here：
-munaligned-access-mno-unaligned-access启用（或禁用）从非 16 位或 32 位对齐的地址读取和写入 16 位和 32 位值。 默认情况下，所有 pre-ARMv6 和所有 ARMv6-M 架构，并支持所有其他架构。...
此外，以下代码可以在我的 (x86_64 Ubuntu 14.04) 系统上执行您希望它执行的操作：
#include "stdio.h"
int main(){
char data[100];
unsigned int *value;
// Some random data
unsigned int check = (unsigned int)0x324FE23A;
// make the pointer unaligned
value = (unsigned int *)(data + 1);
*value = check;
printf("bool=%u, value=%x, check=%x\n", *value==check, *value, check);
return 0;
}
当我编译并运行它时：
$ cc playground cc align.c && ./a.out
bool=1, value=324fe23a, check=324fe23a
解决方案：
我将添加一个预编译器标志以请求以文字形式完成请求，以便所有数据自动对齐。但是，对于我目前所针对的系统，这应该是不必要的。
悬而未决的问题：
如果有人知道怎么做：
#define tm_uint16_p(index) ((uint16_t *)tm_void_p(index))
在某种程度上，tm_void_p(index) 是否对齐都无关紧要那太好了。
注意：上面只是将索引转换为 void 指针，然后将其转换为 uint16_t 指针。显然，在某些系统上，这会由于对齐问题而失败——它们是一种指定编译器只处理它的方法吗？
【问题讨论】：
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您的大部分问题都将在这里得到解答：What is the purpose of memory alignment?。还要注意aliasing 的问题。
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即使对齐不是必需的（即代码在没有对齐的情况下不会崩溃），它通常比正确对齐的代码执行得慢。
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感谢 FUZxxl 的评论！这绝对是一个好点。速度不是此应用程序的第一要务，但如果用户有此问题，我将允许用户指定“仅对齐数据”。
标签： c memory-management memory-alignment