AArch64内核中值传递15字节结构体时串口输出异常问题

我现在在开发一个简单的AArch64内核，遇到了个挺奇怪的问题：当我按值传递一个15字节的结构体时，串口输出的内容和预期的0a1完全对不上；但只要把这个结构体的大小改成16字节，之前的异常就消失了，输出也正常了。

我的开发环境 #

• QEMU模拟器版本：9.0.2
• 编译器版本：aarch64-linux-gnu-g++ (Ubuntu 14.2.0-4ubuntu2) 14.2.0

相关代码片段（main.cpp） #

extern "C" void _start() {
    asm volatile("ldr x11, =stack_top\n\t"
    // 剩余代码未完整给出

问题分析与排查建议 #

这个问题大概率和AArch64的**过程调用标准（PCS）**脱不了干系，我给你捋捋关键逻辑：

在AArch64的官方调用约定里，结构体按值传递时的处理规则是根据大小和对齐属性来定的：

• 要是结构体总大小≤8字节，直接用单个通用寄存器传递就行；
• 大小在9-16字节之间的话，会用两个通用寄存器拼接起来传递；
• 但这里最坑的点是对齐要求——15字节的结构体虽然没到16字节，但AArch64的调用约定可能会要求按16字节的对齐规格来处理传递，要是你的内核代码（比如串口输出函数）没考虑到这种“不完整寄存器传递”的情况，比如默认按16字节来读取参数，那第二个寄存器里的高1字节就是垃圾数据，自然会导致输出异常；而改成16字节后，刚好填满两个寄存器，传递逻辑和内存布局都符合预期，输出就正常了。

另外还有个可能的点：你手写的_start汇编里的栈设置有没有符合AArch64的对齐要求？AArch64明确规定，进入C函数前栈指针必须是16字节对齐的，要是栈没对齐，参数传递时的内存访问很容易出问题，进而影响串口输出的内容。

给你几个排查方向：

1. 先检查串口输出函数处理这个结构体参数的逻辑——是不是默认按16字节来读取数据，没考虑到15字节的截断情况？
2. 用-S参数编译代码，看看15字节和16字节结构体在传递时的汇编差异，比如寄存器的使用、栈上临时存储的情况，对比一下就能发现问题；
3. 确认_start里的栈设置有没有保证16字节对齐，比如stack_top的地址是不是16的倍数；
4. 给15字节的结构体加个对齐属性__attribute__((aligned(16)))，看看加上后输出是否正常——如果正常了，那基本就是对齐导致的传递逻辑差异。

备注：内容来源于stack exchange，提问作者Zone233