阵列的内存对齐

Question

对于单元处理器上的DMA传输，我很难对齐内存。我需要地址的最后4位是0。

我有4个unsigned int数组，每个元素必须在内存中对齐，以便其(十六进制)入口以零结尾。

例如。

int main()
{
    size_t i;

    static unsigned int a[2] __attribute__ ((aligned (16)));
    static unsigned int b[2] __attribute__ ((aligned (16)));
    static unsigned int c[2] __attribute__ ((aligned (16)));
    static unsigned int d[2] __attribute__ ((aligned (16)));

    for (i = 0; i < 2; ++i) {
        printf("a[%u] = %p\n", &a[i]);
        printf("b[%u] = %p\n", &b[i]);
        printf("c[%u] = %p\n", &c[i]);
        printf("d[%u] = %p\n", &d[i]);
    }

    return 0;
}

输出：

a[0] = 0x10010b60
b[0] = 0x10010b50
c[0] = 0x10010b40
d[0] = 0x10010b30
a[1] = 0x10010b64
b[1] = 0x10010b54
c[1] = 0x10010b44
d[1] = 0x10010b34

这里的问题是，每个数组的第二个元素似乎没有对齐16位(它们的地址‘以4结尾)。

我需要这样的地址：

a[0] = 0xXXXXXXX0
b[0] = 0xXXXXXXX0
c[0] = 0xXXXXXXX0
d[0] = 0xXXXXXXX0
a[1] = 0xXXXXXXX0
b[1] = 0xXXXXXXX0
c[1] = 0xXXXXXXX0
d[1] = 0xXXXXXXX0

Answer 1

对齐属性指定变量或结构字段的对齐方式，而不是单个数组元素。详细信息请参见指定变量的属性和公共变量属性。

如果您总是希望将两个整数对齐，则可以定义结构。

struct dma_transfer {
    unsigned int e0 __attribute__ ((aligned (16)));
    unsigned int e1 __attribute__ ((aligned (16)));
};

这将在16个字节边界上对齐元素。

int main(int argc, char **argv)
{
    static struct dma_transfer a;
    static unsigned int b[2];

    printf("a.e0 = %p\n", &a.e0);
    printf("a.e1 = %p\n", &a.e1);
    printf("b[0] = %p\n", &b[0]);
    printf("b[1] = %p\n", &b[1]);

    return 0;
}

给予，例如。

a.e0 = 0x601060
a.e1 = 0x601070
b[0] = 0x601080
b[1] = 0x601084

但这也意味着，在两个整数值之间有洞。在32位系统上，您将拥有

int 4字节/孔12字节 int 4字节/孔12字节

Answer 2

如果arr是由32位元素组成的数组，而arr[0]的地址是0xXXXXXXX0，那么arr[1]的地址必然是0xXXXXXXX4。

为此，您需要使用由16字节元素组成的数组：

typedef struct
{
    unsigned int x;
    unsigned char reserved[16-sizeof(unsigned int)];
}
element_t;

static element_t a[2] __attribute__ ((aligned (16)));
static element_t b[2] __attribute__ ((aligned (16)));
static element_t c[2] __attribute__ ((aligned (16)));
static element_t d[2] __attribute__ ((aligned (16)));

或者，您可以完全不使用数组。

相反，使用普通变量，并告诉编译器将它们对齐到16个字节：

static unsigned int a0 __attribute__ ((aligned (16)));
static unsigned int a1 __attribute__ ((aligned (16)));
static unsigned int b0 __attribute__ ((aligned (16)));
static unsigned int b1 __attribute__ ((aligned (16)));
static unsigned int c0 __attribute__ ((aligned (16)));
static unsigned int c1 __attribute__ ((aligned (16)));
static unsigned int d0 __attribute__ ((aligned (16)));
static unsigned int d1 __attribute__ ((aligned (16)));

Answer 3

我真的不认为你能做到..。您正试图让编译器“在”unsigned int中为别名目的注入额外的填充。但是没有空间可以这样做，unsigned int中的所有位都已经用于整数本身。

我认为解决方案是将整数封装在一个结构中，因为这样您就可以在结构上使用__attribute__(())魔术，并生成一个数组。