内部FLASH存储器中C结构的对齐

Question

我有一个配置结构，想保存在 ARM cortex M3 的内部闪存上。 根据规范，保存在内部Flash中的数据必须对齐到32bit。 因为我的结构中有很多布尔值和字符，我不想使用 32 位来存储 8 位...我决定使用 __packed 预处理器编译指示来打包结构，然后当我将其保存为整个结构，我只需确保结构大小可以被 4 整除（4 字节 = 32 位），如果需要，我可以通过添加填充字节来实现。 目前，在开发过程中我对结构进行了很多修改，为了使其与 32 位对齐，我需要一直更改填充字节。 目前，结构看起来像这样

typedef __packed struct
{
uint8_t status;
uint16_t delay;
uint32_t blabla;
uint8_t foo[5];
uint8_t padding[...] // this has to be changed every time I alter the structure.
} CONFIG;

有没有更好的方法来实现我正在做的事情？ 我是嵌入式编程的新手，我想确保我没有犯错误。

编辑：请注意。数据保留在内部闪存的末尾，因此省略填充将不起作用......

Answer 1

首先，通常要避免压缩对齐，如果最终得到的数据未与其自然边界对齐，则当您尝试访问它们时，某些 CPU 只会发出陷阱。

首先，按顺序存储成员，以便编译器不会添加对齐间隙（或者如果添加，则会将其添加到末尾）。如果可以的话，让 1. 成员具有您想要的对齐要求 - 因为这会迫使编译器至少给予结构足够的对齐。

这需要一些关于平台和编译器的对齐要求的知识，例如摆脱填充数组，并更改

typedef struct
{
uint8_t status;
uint16_t delay;
uint32_t blabla;
uint8_t foo[5];
uint8_t padding[...];
} CONFIG;

为

typedef struct
{
uint32_t blabla;
uint16_t delay;
uint8_t status;
uint8_t foo[5];
} CONFIG;

然后告诉编译器该结构需要 4 字节对齐（在这种情况下，它可能已经需要，因为第一个成员已经4 字节或更多对齐要求）。例如，使用 gcc 使用 attribute((__aligned__(4))

然后编写一个小测试程序来验证您的对齐要求（这只是一个在您的struct），这甚至会告诉您是否需要添加要对齐的结构的指令作为构建/打包的一部分运行该程序。

Answer 2

也许这是一个想法：

typedef __packed struct {
    uint8_t status;
    uint16_t delay;
    uint32_t blabla;
    uint8_t foo[5];
} CONFIG;

typedef __packed struct {
    CONFIG cfg;
    uint8_t padding[4 - (sizeof(CONFIG) % 4)]
} CONFIGWRAPPER;

Answer 3

解决方案 1：您可以将其放入包含结构和字符数组的联合中：

union
{
  CONFIG config;
  uint8_t total_size[32];
} my_union;

Answer 4

解决方案 2：您可以使用 IAR 特定的功能 #pragma location 将配置数据放置在特定位置，例如从闪存末尾开始的 32。这样你就不需要以任何方式填充结构：

/* Fictitious end of flash location. */ 
#pragma location=0x1234FFE0
struct [... your struct goes here ...]