STM32

请教C语言字节对齐问题（float数据非4字节对齐进入HardDefault)

2019-12-20 21:46发布

站内问答 / STM32/STM8
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1》事情缘由：今天遇到一个bug，调试了大半天，最终锁定是字节对齐问题，但具体细节尚不清楚，请路过的大神帮忙指教，谢谢。
2》开发环境：stm32f103vct6 + Keil MDK - 5.23 + 未开启优化。
3》详细细节：本来程序是可以通过运行的，”手抽“将数组调动位置（由于调动位置，导致数组buf[]的起始地址开始满足4字节对齐，后来仅仅满足2字节对齐）。于是开启漫长的debug。。。
4》实际代码：删除部分无关代码，浓缩如下：
5》运行效果：如果注释掉aaa[]数组，程序正常执行；如果不注释掉aaa[]数组（注意：此时buf[]起始地址不满足4字节对齐），程序执行到下述位置，直接进入HardDefualt！！！
  1. uint8_t aaa[21];
  2. uint16_t buf[1000];
  3.                                
  4. #define data1                 (*((float *)((uint16_t *)(buf + 600))))
  5. #define data2                 (*((float *)((uint16_t *)(buf + 602))))
  6.        
  7. #define temp1                 (*((float *)((uint16_t *)addr + 0)))
  8. #define temp2                 (*((float *)((uint16_t *)addr + 2)))
  9.        
  10. #define ADDR_BASE        ((void *)((uint16_t *)buf + 600))
  11.        
  12. float func(void *addr)
  13. {
  14.         volatile float tmp;
  15.         tmp = temp1 + temp2; //程序执行到这里，直接进入HardDefault！！！
  16.         return tmp;
  17. }

  19. int main()
  20. {       
  21.         volatile float tmp;
  22.        
  23.         data1 = 1.1;
  24.         data2 = 3.3;
  25.        
  26.         board_init();
  27.        
  28.         tmp = func(ADDR_BASE);
  29.        
  30.         printf("buf = %u, tmp = %f ", (uint32_t)((void *)buf), tmp);
  31.        
  32.         while (1);
  33. }
复制代码
6》个人理解1：buf[]数组是uint16类型，因此系统默认会让buf[]数组满足2字节对齐，是否满足4字节对齐则是随机的。
7》个人理解2：由于Cortex-M3/M4默认是支持非对齐访问的（无外乎是多浪费几条指令，将非对齐最终转换为对齐访问），所以不明白此段代码为什么会进入HardDefualt，恳请指教，感谢！！！
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22条回答
wye11083
1楼-- · 2019-12-21 00:23
 精彩回答 2  元偷偷看……
talkingbeast
2楼-- · 2019-12-21 03:45
  试试强制字节对其
擦鞋匠
3楼-- · 2019-12-21 06:13
统一回复下，我知道如何对齐，但我不知道为什么一定要4字节对齐。
路过的大神，还请帮忙指教，谢谢哈。
laoshuhunya
4楼-- · 2019-12-21 09:41
擦鞋匠 发表于 2018-3-8 20:21
统一回复下，我知道如何对齐，但我不知道为什么一定要4字节对齐。
路过的大神，还请帮忙指教，谢谢哈。 ...

因为你用了浮点数据
     
laoshuhunya
5楼-- · 2019-12-21 10:27
7》个人理解2：由于Cortex-M3/M4默认是支持非对齐访问的（无外乎是多浪费几条指令，将非对齐最终转换为对齐访问），所以不明白此段代码为什么会进入HardDefualt，恳请指教，感谢！！！
   
1、除了“直接操作指针”和“在C 程序中嵌入汇编”这两种常见情况外，一般来说编译器不会产生非对齐数据。你不仅在程序中直接操作指针，而且还很随意的使用强制类型转换，这是一种高危行为。
2、不是所有指令都支持非对齐数据传输，多加载或存储指令LDM/STM还有栈操作指令都不支持非对齐传输。对于数组或结构体，编译器很多时候会产生LDM/STM指令，如果这时遇到非对齐数据就会触发“非对齐使用异常”，而非对齐使用异常默认是关闭的，这会进一步触发HardFault。
3、错误发生时，你可以查看UFSR状态寄存器（地址0xE000ED2A），确认是否发生了数据未对齐访问错误。
4、C 程序中的怪异现象不外乎以下几个原因：

C 程序中的怪异现象.png (117.22 KB, 下载次数: 1)

下载附件

C 程序中的怪异现象

2018-3-8 21:33 上传
   
7nian
6楼-- · 2019-12-21 13:51
 精彩回答 2  元偷偷看……
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