c - 指示对 Clang 的未对齐访问以实现 ARM 兼容性

Question

我通过将文件映射到内存并通过 C 结构定义访问它来解析文件格式。文件格式使用压缩结构，所以我不能保证字段将对齐到单词边界。

解析工作正常，不幸的是在某些情况下优化器可能会造成严重破坏。特别是，为 armv7 编译时，某些加载指令需要字对齐，而另一些则不需要。考虑这个片段:

#define PACKED __attribute__((packed))

typedef struct PACKED _Box_mvhd {
    union {
        struct {
            int32_t creation_time;
            int32_t modification_time;
            int32_t time_scale;
            int32_t duration;
            ...
        } v0;
    } data;
} Box_mvhd;

Container mvhd = find_single_box(&moov, 'mvhd');
if (mvhd.boxStart) {
    Box_mvhd *mvhdBox = mvhd.mvhd;
    if (0 == mvhdBox.box.version) {
        uint32_t ts = ntohl(mvhdBox->data.v0.time_scale);
        uint32_t dur = ntohl(mvhdBox->data.v0.duration);
        ...
    }
}

在 -O0(调试)中，最里面的 block 作为以下程序集发出，它正常工作:

ldr r1, [r0, #24]
ldr r2, [r0, #20]

在 -O2 中，编译器意识到这些字段是相邻的并生成此程序集:

ldrdeq  r2, r3, [r0, #20]

不幸的是，LDRD 总是会产生对齐错误(根据规范和实践)。所以我需要一种方法来有效地通知编译器这个问题。理想情况下，这可以通过结构上的属性来完成。这也有可能是编译器或 ARM 后端的错误，但我会给他们带来疑问。

我正在使用针对 iPhone 的 armv7 的 Xcode 4.2 (clang 3.0) 进行编译。

Answer 1

问题不在于结构的字段没有所需的对齐方式，而是您将任意指针强制转换为指向您的结构的指针，而您正在强制转换的指针没有需要对齐结构。严格来说，这是未定义的行为。

相反，memcpy 您的数据从源缓冲区到您的结构。 memcpy 速度很快，并且保证可以处理您向它提出的任何对齐方式。