STM32F4系列MCU非字节对齐访问相关技术疑问咨询

1. 为何代码执行非字节对齐访问操作时系统未出现崩溃？ #

你的代码里虽然给结构体加了__attribute__((packed))让d成员处于非4字节对齐的偏移位置，但实际运行没崩溃的原因主要有三点：

• ARM架构支持非对齐访问：ARMv6及之后的架构默认允许用户空间的非对齐内存访问，相关指令（如非对齐的LDR/STR）不会触发数据中止异常；只有ARMv5及更早的老架构才会强制要求对齐，非对齐访问才会崩溃。
• 编译器自动适配：ARMCC遇到packed结构体的非对齐成员时，会自动生成适配非对齐访问的指令序列——要么用多字节加载拼接的方式处理，要么调用架构支持的非对齐访问指令，避免触发异常。
• 当前代码的操作场景：你只是给aaa.d赋值，没有涉及到依赖对齐的复杂操作（比如某些需要对齐地址的协处理器指令、或者对非对齐地址的批量操作），所以没有触发异常的条件。

补充：你代码里的aaa是栈上的局部变量，ARMCC默认会保证栈的4字节对齐，所以aaa的起始地址是4字节对齐的，d成员的地址是起始地址+3，确实是非4字节对齐的，但上述原因让这次访问没有崩溃。

2. unsigned char buff变量的起始地址在何种情况下会是2的倍数而非4的倍数？ #

unsigned char类型本身最小对齐要求是1字节，但ARMCC默认对全局变量采用4字节对齐。要让buff的起始地址是2的倍数但不是4的倍数，可通过以下几种方式实现：

• 调整编译器对齐选项：修改ARMCC编译参数，将全局变量的默认对齐设置为2字节（比如使用--align 2选项，具体参数需对应你的ARMCC版本），此时全局变量会按2字节对齐，只要前面的全局变量总占用字节数是偶数但不是4的倍数，buff的地址就会是2的倍数而非4的倍数。
• 利用前置变量的非对齐布局：在buff之前定义全局变量，同时通过__attribute__((packed))禁止编译器自动填充对齐。比如：

  __attribute__((packed)) struct {
      unsigned char a;
      unsigned char b;
  } pre_data;
  unsigned char buff[100];
  

  这里pre_data是packed结构体，占用2字节，若pre_data的起始地址是4的倍数，那buff的起始地址就是&pre_data + 2，也就是4n+2，满足是2的倍数但非4的倍数的要求。
• 自定义链接脚本布局：通过链接脚本指定buff所在段的起始地址为2的倍数但非4的倍数，链接器会直接将buff放置到指定地址，实现需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kanghao chen