ARMGCC產生未對齊的STRD-有解無憂

我正在使用 GCC 為 ARM Cortex M3 編譯程式。
我的程式導致出現硬故障，我正在嘗試對其進行故障排除。

GCC 版本是，10.3.1但我也用舊版本（即9.2）確認了這一點。

僅當啟用優化 ( -O3)時才會發生硬故障。

有問題的函式如下：

void XTEA_decrypt(XTEA_t * xtea, uint32_t data[2])
{
    uint32_t d0 = data[0];
    uint32_t d1 = data[1];
    uint32_t sum = XTEA_DELTA * XTEA_NUMBER_OF_ROUNDS;

    for (int i = XTEA_NUMBER_OF_ROUNDS; i != 0; i--)
    {
        d1 -= (((d0 << 4) ^ (d0 >> 5))   d0) ^ (sum   xtea->key[(sum >> 11) & 3]);
        sum -= XTEA_DELTA;
        d0 -= (((d1 << 4) ^ (d1 >> 5))   d1) ^ (sum   xtea->key[sum & 3]);
    }

    data[0] = d0;
    data[1] = d1;
}

我注意到故障發生在：

    data[0] = d0;

拆開這個，給我：

49          data[0] = d0;
0000f696:   lsrs    r0, r3, #5
0000f698:   eor.w   r0, r0, r3, lsl #4
0000f69c:   add     r0, r3
0000f69e:   ldr.w   r12, [sp, #4]
0000f6a2:   eors    r5, r0
0000f6a4:   subs    r2, r2, r5
0000f6a6:   strd    r2, r3, [r12]
0000f6aa:   add     sp, #12
0000f6ac:   ldmia.w sp!, {r4, r5, r6, r7, r8, r9, r10, r11, pc}
0000f6b0:   ldr     r3, [sp, #576]  ; 0x240
0000f6b2:   b.n     0xfda4 <parseNode 232>

違規行特別是：

0000f6a6:   strd    r2, r3, [r12]

GCC 生成的代碼使用了未對齊的記憶體地址strd，這在我的架構中是不允許的。

如何解決這個問題？
這是編譯器錯誤，還是代碼以某種方式混淆了 GCC？
在 GCC 中是否有任何標志可以改變這種行為？

The aforementioned function belongs to an external library, so I cannot modify it.
However, I prefer a solution that makes GCC produce the correct instructions, instead of modifying the code, as I need to ensure that this bug will actually be fixed, and it is not lurking elsewhere in the code.

UPDATE
Following the recommendations in the comments, I was suspecting that the function itself is called with unaligned data.

I checked the whole stack frame, all previous function calls, and my code does not contain casts, unaligned indexes in buffers etc, in contrast to what I had in mind initially.

The problem is that the buffer itself is unaligned, as it is defined as:

typedef struct {
    uint32_t var1;
    uint32_t var2;
    uint8_t var3;
    uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
    uint16_t var4;
    // More variables here...
} HDLC_t;

(And later cast to uint32_t by the external library).

Swapping places between var3 and buffer solves the issue.

The thing is that again this struct is defined in a library that is not in my control.

So, can GCC detect this issue between the libraries, and either align the data, or warn me of the issue?

uj5u.com熱心網友回復：

那么，GCC 能否檢測到庫之間的這個問題，并對齊資料或警告我這個問題？

是的，它可以，它確實并且必須這樣做才能符合 C 標準。如果您在默認設定下運行 gcc 并嘗試將uint8_t指標（HDLC_t buffer成員）傳遞給需要的函式，則會發生這種情況uint32_t [2]：

警告：從不兼容的指標型別 [-Wincompatible-pointer-types] 傳遞“XTEA_decrypt”的引數 2

這是一個約束違規，意味著代碼是無效的 C 并且編譯器已經告訴你了。請參閱C 編譯器發現錯誤時必須做什么？-pedantic-errors如果您希望阻止 gcc C 從無效的 C 代碼中生成二進制可執行檔案，則可以打開。

至于如何修復代碼，如果您堅持下去struct：memcpy將buffer成員放入一個臨時uint32_t [2]陣列，然后將其傳遞給函式。

您也可以將 struct 成員宣告為，_Alignas(uint32_t) uint8_t buffer[100];但是如果您可以修改該結構，您最好重新排列它，因為_Alignas會插入 3 個浪費的填充位元組。

uj5u.com熱心網友回復：

最簡單的方法是對齊data到 8 位元組。
您應該像這樣宣告陣列：

__attribute__((aligned(8))) uint32_t data[2];

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標籤：c gcc memory arm

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