ARMCC：memcpy 的问题（对齐异常）

Posted 2023-02-14

【中文标题】ARMCC：memcpy 的问题（对齐异常）

【英文标题】：ARMCC: problems with memcpy (alignment exceptions)

【发布时间】：2014-09-13 00:56:39

【问题描述】：

我正在将一些软件从 gcc-toolchain 移植到 armcc-toolchain（处理器保持不变 (Cortex-A9)）。在 C 代码中使用 memcpy。 armcc 将调用 memcpy 替换为调用 __aeabi_memcpy。关于 __aeabi_memcpy (How do the ARM Compilers handle memcpy()?) 的常见问题解答如下：

在许多情况下，编译对 memcpy() 的调用时，ARM C 编译器将生成对专门的优化库函数的调用。自 RVCT 2.1 起，这些专用功能成为 ARM 架构的 ABI (AEABI) 的一部分，包括：

__aeabi_memcpy
This function is the same as ANSI C memcpy, except that the return value is void.

但与 gcc 相比，在我的所有情况下，对 memcpy 的调用都可以正常工作，而 armcc 对 memcpy 的调用分别 __aeabi_memcpy 不断产生对齐异常。同时我发现，对 memcpy 的调用可以处理源地址和目标地址不是 4 字节对齐的调用，但前提是它们都不是 4 字节对齐的。例如：

    volatile uint32_t len = 10;
    uint8_t* src = (uint8_t*)0x06000002;         // 2-byte aligned
    uint8_t* dst = (uint8_t*)(0x06000002 + 20);  // 2-byte aligned
    memcpy(dst, src, len);

会起作用。但例如：

    volatile uint32_t len = 10;
    uint8_t* src = (uint8_t*)0x06000002;         // 2-byte aligned
    uint8_t* dst = (uint8_t*)(0x06000002 + 22);  // 4-byte aligned
    memcpy(dst, src, len);

会导致对齐异常。因为我使用的是 uint8_t* 类型的指针，所以我明确告诉编译器地址可以有任何对齐。但显然这个 __aeabi_memcpy 不能处理所有的对齐组合。我该如何解决这个问题（最好不使用用户特定版本的 memcpy 更改现有代码中对 memcpy 的所有调用）？感谢帮助。

【问题讨论】：

你确定你的代码没有产生任何未定义的 b 吗？你能用一个最小的有效例子重现这个错误吗？

嗯，我认为这两个例子是最小的？ :D 我用了这两个例子。第一个工作正常，第二个导致对齐异常。

我还查看了 __aeabi_memcpy 的拆卸，也找到了导致此问题的部分。但我不知道为什么它是这样实现的，也不知道如何为我的代码修复它......

您始终可以编写自己的 memcpy 并使用 char 进行复制。

好吧，如果您不想更改代码，那么唯一的选择是查看 ARM 项目的项目设置中的编译标志，然后更改它们。或者，我猜你可以在每次调用 memcpy 之前添加一个特殊的 #pragma。

【参考方案1】：

如果您不想更改代码，这里有两种选择：

1) 禁用 Cortex-A9 上的未对齐异常。这完全解决了问题，但您可能会受到性能影响。

2) 修补库。您可以在要链接的 lib 文件中重命名符号 __aeabi_memcpy。然后，您可以实现自己的 __aeabi_memcpy 来检测对齐错误，使用专门的例程处理它或跳转到原始的 memcpy 函数。如果您使用的是 linux，您甚至不需要重命名符号。链接器允许您覆盖函数。

这两种解决方案都有些肮脏，但如果您不想更改代码，我能想到的就只有这些了。

哦，你应该提交一份错误报告。您看到的行为绝对是一个错误。 Memcpy 应该适用于任何对齐方式。

【讨论】：

在出现“未对齐”异常的情况下，如果没有异常，您将获得不正确的行为（因为未对齐的访问将读取四个对齐的字节并重新排列它们的顺序）。完全同意这是实现中的一个严重错误。很臭。

我认为禁用未对齐异常只会隐藏问题，不能解决问题。

谢谢。我认为 gnasher 关于禁用未对齐的异常是正确的。禁用未对齐的异常将导致不正确的行为。例如，未对齐的异常是由 LDR 或 STR 指令引起的，该指令试图从没有正确对齐（即 4 字节对齐）的地址加载或存储某些内容。当我禁用此异常时，它们将不再弹出，但 LDR 可能会加载 4 个字节的数据，而不仅仅是 1 个字节，STR 将分别存储 4 个字节而不是 1 个字节，这不是我想要的，即不正确的行为。

【参考方案2】：

也许这仍然有帮助： ARM 编译器 armcc 应该有一个选项，您可以使用该选项告诉编译器不要进行未对齐的访问，也不要使用会执行此操作的内置库：

--no_unaligned_access

http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0472k/chr1359124947629.html