是什么导致了16位体系结构上的地址错误？

Question

我正在为一个16位微控制器编写一些C代码。当我在目标上调试应用程序时，我最终遇到了一个AddressError ISR。我读了数据表，它说，如果您尝试读取或写入在奇数内存地址对齐的16位值，可能会发生这种情况。我想我明白这是什么意思，但它看起来就是不对。这并不意味着如果我要做这样的结构：

struct foo{
    uint8_t thing1;
    uint16_t thing2;
};

我永远不能不出错地读写thing2？如果不是，这是否意味着编译器将自动填充事物1和事物2之间的8位，以便事物2在偶数地址上正确对齐？如果是这样，那么地址错误是怎么发生的呢？

Answer 1

大多数占用空间较小的处理器只允许有限的一组内存操作，因为未对齐的内存读取将必须在两个或更多周期内完成，并增加处理器的整体复杂性。

这在c代码中并不常见，因为堆栈变量和结构成员都与类型的本机宽度对齐(或4或8字节，取最小者)。这可以通过属性packed覆盖，以及重新分配指向未对齐地址的结构的指针。因此，人们可以很容易地熟悉地址未对齐异常。

而例如。英特尔8086支持非对齐地址上的16位读取，在尝试访问跨越段边界(偏移量为0xffff)的字时，仍然可以选择地址生成异常。

Answer 2

您可能需要更改默认的结构对齐方式。您可以在代码中使用杂注，也可以使用编译器选项。对于gcc，它是-fpack-struct=n

Answer 3

具体取决于实例化的方式：

struct foo{
    uint8_t thing1;
    uint16_t thing2;
};

可以在偶数地址对齐，但如果编译器不够聪明，就不会在thing2之间添加填充，这会导致thing2在奇数地址，从而导致错误。更改成员顺序或搜索编译器文档(可能是一些杂注预处理器指令)，这将允许编译器帮助您为您对齐数据。