是编译器的Bug吗？——结构体成员未4字节对齐仍进行优化

LCRPN

（编译环境是IAR6.40，for ARM）

这两天重调uCGUI，发现官方Demo竟然不能运行，去年玩得蛮好的啊！那个Debug过程真痛苦，搞得我都开始怀疑人生了。

后来一步一步，硬是找到uCGUI源码里面有一个结构体赋值语句，一执行就HardFault。
仔细看了一下，该成员地址不是4的整数倍，却使用了LDRD（从连续的地址空间加载双字（64位整数）到2个寄存器）指令。（猜想非4字节对齐不能使用该指令）

一张图看懂问题：


其中被赋值的结构体是四个连续的16位有符号整形：



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目前已经发现两处问题，修改为独立成员赋值就好了。
GUIDEV_Auto.c:


GUIDEV.c:


但是uCGUI里面用到这个结构体的地方太多了，其他地方没出问题也许只是侥幸。

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那么问题来了：对于开发者来说，他使用C语言写的程序是完全没有问题的，那么是不是应该怪罪于编译器呢？

另外，我一两年前使用完全相同的环境做这个实验，是没有问题的，因此我怀疑是我的IAR缺少了某个配置文件，导致没能给编译器提供四字节对齐参数，进而导致了这个问题。
那么是不是应该有相应的的配置方法？

有没有大神能告诉我，我的猜想是否正确？


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如果所有的结构体成员都使用4字节对齐，对于单片机来说未免太浪费资源。

现在的问题是，应该如何设置编译器，使其在遇到非四字节对齐的量时，不使用LDRD指令。（我认为编译器不分青红皂白地使用LDRD，本身就是一个 硕大无比的 BUG ！！！）


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写了一段简单测试代码，大家可以运行试试，看会不会进Hardfault。

1. struct S_child{
   
2.         int16_t x0;
   
3.         int16_t y0;
   
4.         int16_t x1;
   
5.         int16_t y1;
   
6. };
   
7. 
   
8. struct S_Parent{
   
9.         struct S_child s1;
   
10.         int16_t i;
    
11.         struct S_child s2;
    
12. };
    
13. 
    
14. volatile struct S_Parent gs1;
    
15. 
    
16. int main( void )
    
17. {        
    
18.         gs1.s1 = gs1.s2;                //此处会进Hardfault，因为s2的地址不能被4整除
    
19.         for(;;);
    
20. }

复制代码

（卧槽，这样完全正确的C语言程序都能导致Hardfault，以后还能不能开心地写结构体了！！！）

lw32

security 发表于 2015-11-13 08:54
看了你末尾给出的例子，
我想这不是栈的8字节对齐的问题了。
那么，你应该考虑升级编译器了，现在IAR至少 ...

In EWARM 6.40.2:
The LDRD instruction could be used for copying an 8-byte struct with less than 4-byte alignment, which could result in an exception (hard fault) when running the application. This no longer occurs.
[EW23272]

帮你贴上来

LCRPN

hameyou 发表于 2015-11-10 14:47
给编译器配置为4字节对齐！

在哪里配置？

myin4

依稀记得有个packed

security

看看栈地址，是否是8字节对齐。

ywhbn

可能某个头文件里设置了 #pragma pack(1)，没有用#pragma pack()恢复默认对齐

LCRPN

ywhbn 发表于 2015-11-10 15:42
可能某个头文件里设置了 #pragma pack(1)，没有用#pragma pack()恢复默认对齐

不是，没发现地址都是偶数吗？ 对齐还是有的，只不过是2字节的。

e1ki0lp

#pragma   pack(4) //指定下面的结构体对齐方式为 4 字节对齐   
typedef struct            
{      
    char a;  
    double b;
    int  c;
}test;
其实对齐这种事真不能怪编译器，VS和GCC的编译器对齐方式都不一样，更不用说这些单片机的编译器了。
要规范不出错，就要每个结构体都自己定义对齐方式。

LCRPN

e1ki0lp 发表于 2015-11-12 20:49
#pragma   pack(4) //指定下面的结构体对齐方式为 4 字节对齐   
typedef struct            
{      

试过的，不是同一个问题。我这个是结构体中的结构体对齐问题。

不信请你试着把我最后的例子改对。

security

LCRPN 发表于 2015-11-13 00:01
试过的，不是同一个问题。我这个是结构体中的结构体对齐问题。

不信请你试着把我最后的例子改对。 ...

看了你末尾给出的例子，
我想这不是栈的8字节对齐的问题了。
那么，你应该考虑升级编译器了，现在IAR至少都7.40了吧
你的6.40版本太低了，要紧跟大佬的步伐啊。

其次，应该是你猜中了，这是编译器的bug
你可见IAR 6.40.2 releasenotes
里面有对LDRD做了说明，你搜一下，或许，这就是你要的答案。

而后更换新的IDE，再试试？

LCRPN

lw32 发表于 2015-11-13 09:11
In EWARM 6.40.2:
The LDRD instruction could be used for copying an 8-byte struct with less than 4- ...

看来这就是答案！解决了，心情舒坦了。