知识点分析 结构体内存对齐的基本概念 在C语言中，结构体是由多个成员组成的复合数据类型。每个成员都有自己的内存地址和大小。为了提高内存访问的效率和硬件性能，编译器会对结构体的成员进行内存对齐。...内存对齐是指将数据的起始地址放在某个特定的地址边界上，例如，4字节对齐、8字节对齐等。对齐的方式取决于编译器的默认设置和目标硬件平台。...例如，一个在x86平台上编译的程序可能在ARM平台上运行失败。 性能问题：虽然内存对齐可以提高内存访问效率，但在某些情况下，过多的填充字节可能会导致性能下降。...许多现代CPU在访问未对齐的内存时会触发异常，导致程序崩溃或性能下降。例如，ARM架构的CPU在访问未对齐的内存时会触发数据对齐异常。通过内存对齐，可以避免这些异常，提高程序的稳定性和性能。...虽然增加了2字节的填充，但内存对齐可以提高内存访问效率，避免硬件异常，提高程序的稳定性和性能。 总结 结构体的内存对齐是C语言中一个非常重要的概念，它直接影响到程序的性能和内存使用效率。
、HardFault产生原因和常规分析方法 在嵌入式开发中，偶尔会遇到Hard Fault死机的异常，常见产生Hard Fault的原因大致有以下几类： 数组越界和内存溢出，譬如访问数组时，动态访问的数组标号超过数组长度或者动态分配内存太小等...； 堆栈溢出，例如在使用中，局部变量分配过大，超过栈大小，也会导致程序跑飞； 在外设时钟开启前，访问对应外设寄存器，例如Kinetis中未打开外设时钟去配置外设的寄存器； 不当的用法操作，例如非对齐的数据访问...尽管本测试是针对NXP KW36芯片的，但该步骤和方法也适用于其他的Arm Cortex-M内核MCU； 二、HardFault解决方法分析 笔者在实际支持客户过程中也遇到这种困惑，网上的介绍资料比较零散...示例中使用的是KW36 temp_sensor_freeRTOS例子（什么例子不重要，该方法也适用于其他的MCU系列），在main函数中通过非对齐地址访问故意制造Hard Fault错误，代码如图中序号...最简单的做法就是直接使用CmBacktrace源代码包的task.c替代KW36 SDK中的task.c文件。
可见不同的字段顺序，最终决定 struct 的内存大小，所以有时候合理的字段顺序可以减少内存的开销。 这是为什么呢？因为有内存对齐的存在，编译器使用了内存对齐，那么最后的大小结果就会不一样。...至于为什么要做对齐，主要考虑下面两个原因： 平台（移植性） 不是所有的硬件平台都能够访问任意地址上的任意数据。...例如：特定的硬件平台只允许在特定地址获取特定类型的数据，否则会导致异常情况 性能 若访问未对齐的内存，将会导致 CPU 进行两次内存访问，并且要花费额外的时钟周期来处理对齐及运算。...但实际上 CPU 并不会以一个一个字节去读取和写入内存，相反 CPU 读取内存是一块一块读取的，块的大小可以为 2、4、6、8、16 字节等大小，块大小我们称其为内存访问粒度。...假设访问粒度为 4，那么 CPU 就会以每 4 个字节大小的访问粒度去读取和写入内存。 在不同平台上的编译器都有自己默认的 “对齐系数”。
二、背景知识： 对于M3和M4而言，可以直接访问非对齐地址（注意芯片要在这个地址有对应的内存空间), 因为M3和M4是支持的，而M0/M0+/M1是不支持的，不支持内核芯片，只要非对齐访问就会触发硬件异常...M7内核也支持非对齐访问，在M7的TRM中描述如下： 三、全局变量对齐问题： 基本上用户定义的变量是几个字节就是几字节对齐，这个比较好理解。...uint8_t a; }info; 这种定义就要占用24字节，b占用2字节对齐，c需要4字节对齐，这样就空出来2两个字节未使用，d占用8字节，最后一个a占用了8字节。...这个问题的关键就是M7的TRM中这句话： 意思是，如果用户使用MPU将H7的AXI总线下的内存空间配置为Device 或者 Strongly-ordered模式，用户采用非对齐方式访问，将会触发UsageFault...实际测序下，果然会触发这个异常 配置内存空间的MPU属性为Device 和 Strongly-ordered以外的属性就可以解决此问题了。
访问限定符 c++中有三种访问限定符，用于对类成员的访问权限进行限制，它们分别是： public（公有）：使得被修饰的成员可以在类的外部被访问和修改。..._x = 10;//私有成员，不可访问，报错 return 0; } 我们在使用访问限定符时：在其后加上一个冒号，表示从此处开始到下一个访问限定符或者类结束的位置之间的所有成员都被修饰...其次，c++规定，对象的成员变量才存储时要符合结构体的内存对齐规则。 规则如下： 1.结构体的第一个成员对齐到和结构体的起始地址的偏移量为0的地址处，也就是说第一个成员的偏移量记为0。...（对齐数：编译器默认对齐数与该成员内存大小的较小值；在VS环境中，默认对齐数是8；linux系统中，没有默认对齐数，对齐数就是该成员内存大小） 3.结构体的总大小为结构成员中最大的对齐数的整数倍。...和上一道题相同，本质也是将a传给了形参this，但是函数内部却访问了成员变量_a，我们都知道_a本质是由this指针解引用访问到的，但是此时的形参this是空指针，所以就出现了对空指针解引用的问题，运行崩溃
最好选择官方或可靠的内存测试工具，并按照工具的使用指南进行操作。错误的内存访问是指程序在执行过程中，访问了无效的内存地址或以错误的方式访问内存。...这种错误的内存访问会导致程序出现各种异常行为，包括程序崩溃、数据损坏、内存泄漏等。 错误的内存访问通常会导致以下几种问题：空指针引用：当程序访问一个未初始化或未分配内存的指针时，会引发空指针异常。...这种错误通常发生在没有正确管理内存的情况下，当一个指针指向的内存已经释放后，程序仍然尝试访问该指针，从而导致野指针异常。内存越界访问：当程序访问超出已分配内存范围的地址时，会引发内存越界异常。...这种错误常见于数组访问或缓冲区溢出的情况，当程序写入或读取超出数组或缓冲区边界的数据时，就可能导致内存越界异常。非对齐访问：某些体系结构要求特定数据类型的内存地址必须按照特定的对齐方式进行访问。...如果程序对不符合对齐要求的内存进行访问，就会引发非对齐异常。这种错误通常发生在使用指针类型的数据结构时，对齐要求不一致可能导致非对齐的访问。
解决方法就是，对于任何地址，都拆成多个请求，送到不同的内存控制器。并且这件事最好不是处理器来干（ARM的核都不支持拆分的读写），因为只有总线清楚有多少个内存控制器。...如果C0和C1上同时运行两个线程，当C0和C1分别访问同一地址A0，并且需要保证C0和C1按照先后次序访问A0，这就需要锁。所以，单单壁垒指令只能保证单核单线程的次序，多核多线程的次序需要锁。...如果使用了带ecc的内存，那么最好所有的访问都是ddr带宽对齐(一般64位)。因为使能ecc后，所有内存访问都是带宽对齐的，不然ecc没法算。...如果使用了带ecc的内存，那么更需要ddr带宽对齐了。因为使能ecc后，所有内存访问都是带宽对齐的，不然ecc没法算。...这里描述下最慢的内存访问：L1/2/3缓存未命中->硬件页表未命中->缺页异常代码不在缓存->读取代码->软件页表不在缓存->读取软件页表->最终读取。
内存对齐 内存 CPU要想从内存读取数据，需要通过地址总线，把地址传输给内存，内存准备好数据，输出到数据总线 若是32位地址总线，可以寻址[0,2的32次方-1]，占用内存4g 有些CPU是能够支持访问任意地址的...内存对齐的收益 提高代码平台兼容性 优化数据对内存的使用 避免一些内存不对齐带来的坑 有助于一些源码的阅读 为什么要对齐 列举一些常见的单位 位 bit 计算机内存数据存储的最小单位 字节 byte...，为了访问未对齐的内存，处理器需要作2次内存访问，而内存对齐就只需要一次访问 64位字的安全访问保证 在x86-32上，64位函数使用Pentium MMX之前不存在的指令。...在非Linux ARM上，64位函数使用ARMv6k内核之前不可用的指令 在ARM、x86-32和32MIPS上，调用方有责任安排对原子访问的64位字对齐。...接下来是c，它要对齐到4字节。所有成员放好还不算完，内存对齐的第二个要求是结构体整体占用字节数需要是类型对齐边界的整数倍，不够的话要往后扩张。所以要扩充到相当地址23这里。
，用于各种协处理器操作，最常使用的协处理器是用于控制片上功能的系统协处理器，例如控制ARM720上的高速缓存和存储器管理单元等，也开发了浮点ARM协处理器，还可以开发专用的协处理器。...如果地址不是字对齐的，则最后2位将忽略，有些ARM系统有可能产生异常。 存取字数由协处理器控制，ARM将连续产生后续地址，直到协处理器指示存取结束为止。在数据存取的过程中，ARM将不响应中断请求。...在一些较复杂的ARM CPU中，常使用系统控制协处理器来控制Cache和MMU功能。这类协处理器一般使用这些指令来访问和修改片上的控制寄存器。...，，Rd，CRn，CRm{，} 举例： MCR p14,3,R0,C1,C2 MRCCS p2,4,R3,C3,C4,6 未使用的指令空间...ARM 32位指令编码并没有全部都做了定义，还有一些未使用的编码可以用来将来扩展指令集。
ARM 指令集是一组提供一整套运算的 32 位指令。 ARM 处理器是典型的 RISC 处理器，因为它们执行的是加载/存储体系结构。只有加载和存储指令才能访问内存。数据处理指令只操作寄存器的内容。...1、ARM汇编语言(armasm)是一门低级语言，它与系统的底层打交道，直接访问底层硬件资源。 2、ARM汇编语言与C语言共用同一套原生程序开发的API接口。...当我们进行出栈和入栈的时候，都将根据该寄存器的值来决定访问内存的位置（即出入栈的内存位置），同时在出栈和入栈操作完成后，SP寄存器的值也应该相应增加或减少。...ARM状态：32位，ARM状态执行字对齐的32位ARM指令。 Thumb状态，16位，执行半字对齐的16位指令。...ARM处理器在处理异常时，不管处理器处于什么状态，则都将切换到ARM状态 ARM处理器工作模式 除用户模式之外，其他所有模式统称为特权模式。它们具有对系统资源的完全访问权限，并可随意更改模式。
下图左侧是向下溢出的检测原理：返回给用户的起始地址是按内存页大小对齐的，然后在用户内存的下边界处放置一个不可访问的内存页，这样当程序访问黄色区域下面的内存时，系统会立马产生异常，就可以抓到谁是凶手。...DMA操作的时候，未考虑Cache Line的对齐问题，导致Cache与主存的一致性出了问题，进而在文件读取的时候破坏了相邻的内存（大家可以思考下，为什么写文件的时候没有出问题）。...如下图所示，后续程序再访问B的前12字节，cache未命中，只有从主存中取，结果取到的是历史值。 ? 就这样，B躺着中枪了！！！ 实际程序中，那个可怜的信号量就在上面的B处。 7....7.1 方法一：应用层规避 所有使用DMA的业务代码，自行保证内存首地址和大小均按32字节对齐。...但是该方案存在以下明显的缺点： 上层业务必须知道哪些接口是使用DMA的 有些内存变量的对齐不好做，比如栈上的局部变量 增加了上层业务开发的复杂度 7.2 方法二：驱动层规避 比较合理的解决方法是，驱动层保证
谈到内存对齐，早年间玩Java的时候就能偶尔打打交道，为此Java8还提供了个语法糖@Contended来帮助我们解决高速缓存cacheline内存未对齐的伪共享问题。...在这种情况下，字节是存储器访问的最小单元，即每个存储器地址指定一个不同的字节。当使用二进制表示时，一个n字节对齐的地址将具有最少log2(n)个最低位有效零。 为什么要内存对齐？...除了上面提到的CPU访问数据性能问题外，当然网上很多都说还有一个原因“特定的硬件平台只允许在特定地址获取特定类型的数据，否则会导致异常情况” 不过这种情况我是没遇到过。...意思是说:在ARM，386，和32位MIPS，调用者有责任安排原子访问的64位字按照8字节对齐，否则程序会panic 如何保证？...32位系统上需要注意保证64位字原子访问时保证8字节对齐。如果你不想考虑内存对齐问题，我觉得使用sync.Mutex来修改数据保证原子性也未尝不可。
; 1.处理器内部寄存器 : 处理器内部的 通用寄存器 和 状态字寄存器 等, 这些寄存器 访问速度很快, 但是数量很少 ; 2.TCM 紧耦合存储器 : Cache, 内存 等存储器; 3.辅助存储器...: 开发板上的 NandFlash 达到 1G 大小的数量级别, SD 卡 等存储 设备; 该类型存储器 访问速度最慢, 但是数量最大; ---- (2) Cache 由来 ---- Cache...及 ARM 11 之后, 处理器 -> MMU -> Cache -> 存储器, 访问 Cache 必须通过 MMU 将虚拟地址映射成物理地址后访问; 2.关闭 MMU 原因 : 使用 MMU 和...设置 BSS 段; ( 1 ) 记录 BSS 段的起始地址 : bss_start = .; ; ( 2 ) 记录 BSS 段的结束地址 : bss_end = .; ; 6.对齐 : 每个段都需要设置内存的对齐格式...arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin #将 gboot.elf 转化为可以直接在板子上执行的 gboot.bin 文件 %.
在C++中，类（class）的成员变量在内存中的布局需要遵循内存对齐规则，主要是出于以下几个关键原因： 性能优化：（主要原因） 访问未对齐的内存地址在某些硬件架构上可能导致性能下降。...例如，许多处理器在访问自然边界（通常是2、4、8字节的倍数地址）上的数据时效率最高。...硬件要求： 一些硬件平台（如ARM、x86等）的指令集直接要求对某些类型的数据进行对齐访问，否则会导致数据错误或触发硬件异常。例如，SSE指令在处理向量数据时就需要16字节对齐。...缓存效率： 内存对齐也有助于提高缓存的使用效率。现代CPU使用多级缓存系统，通常以固定大小的块（缓存行）从主内存加载数据。...因此，在C++中编译器默认会对类的成员变量进行内存对齐，当然也可以通过预定义的编译器宏（如#pragma pack）或者显式指定成员变量的对齐方式来控制类的内存布局。
本文写作所有的例子以 macbookpro M1 为例，该CPU为64位架构 本文是Go语言高性能编程第三篇，分析了为什么需要内存对齐，Go语言内存对齐的规则，以及实际例子中内存对齐的使用，最后分享了两个工具...所以一般编译器都会实现内存对齐，用牺牲内存空间的方式，保证了： 平台（移植性） 不是所有的硬件平台都能够访问任意地址上的任意数据。...例如：特定的硬件平台只允许在特定地址获取特定类型的数据，否则会导致异常情况。 性能 若访问未对齐的内存，将会导致 CPU 进行两次内存访问，并且要花费额外的时钟周期来处理对齐及运算。...而本身就对齐的内存仅需要一次访问就可以完成读取动作，这显然高效很多，是标准的空间换时间做法。 GO语言内存对齐 go spec[1] 中约定了 go 对齐的规则。...Go语言中的内存对齐规则主要体现在结构体字段的排列顺序上。编译器通过自动对齐来保证性能和平台移植性，但在某些情况下需要开发者手动调整结构体字段以避免性能问题和潜在的错误。
所有物理资源只能使用特权指令进行访问：包括页表和其他状态信息，中断控制，I / O寄存器（系统调用例外） 11.4 虚拟内存 将主内存用作辅助（磁盘）存储的“缓存”，由CPU硬件和操作系统（OS）...：立即数寻址和寄存器寻址在效率上是最快的，但寄存器仅有几个非常宝贵不可能将操作数都存入其中等待使用，立即数的使用场合也非常有限，这样就需要将数据保存在内存中，然后使用直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址...对齐块（对齐要求） 不修改已分配的块 目标 最大化吞吐率：吞吐率定义为单位时间内完成的请求数（请求为malloc或free） 最大化内存利用率： 碎片 内部碎片：由于malloc需要考虑块对齐，所以实际分配空间...Mark&Sweep垃圾收集器 使用深度优先遍历内存有向图。 标记阶段：为每个根节点调用mark函数，标记出所有的可达块。 清除阶段：在堆中每个块上反复循环，释放它所遇到的所有未标记的已分配块。...15.4 C语言与内存有关的错误 间接引用坏指针：scanf 读未初始化的内存：malloc不会将申请的堆空间清零（calloc会） 允许栈缓冲溢出：gets和fgets 假设指针和它们指向的对象是相同大小的
#pragma pack(pop) 恢复到最近一次 push 的对齐设置。 2.3 注意事项 性能影响： 更小的对齐方式可能减少内存占用，但会降低某些平台的访问速度。...，而使用 #pragma pack 可以显式地控制对齐方式，从而节省内存或满足特定协议的要求。...#pragma warning(disable : 4100) 禁用了 C4100 警告，这意味着 func1 中未使用的参数不会触发警告。...在 func2 中，虽然使用了未初始化的局部变量，C4700 警告被禁用，不会触发警告。...将警告 C4100 视为错误： #pragma warning(error : 4100) 将警告 C4100 转换为错误。因此，在 func4 中，未使用的参数会导致编译失败。
工欲善其事必先利其器，使用add2line 和ndk-stack等工具分析JNI Crash的log addr2line 作用是根据内存地址找到对应的报错代码的文件名和行号 所在目录是toolchain..., -e表示execution，后面是包含符号库的文件 以及报错的内存地址（即Crash log里pc后的字段） arm-linux-androideabi-addr2line -f -e xxx.so...命令格式： arm-linux-androideabi-readelf -a xx.so > fun.txt # 注意：仍需要使用未strip之前的so文件， 上面的命令会把结果写入fun.txt arm-linux-androideabi-objdump...，表示程序运行异常被中止 #define SIGSEGV 11 // segmentation violation 指针所对应的地址是无效或非法地址，比如访问越界/stack overflow/文件操作不被允许...31 // bad argument to system call 非法的系统调用 #define SIGBUS 7 // 非法地址，包括内存地址对齐出错，比如访问一个4字节的整数, 但其地址不是4的倍数
设置 BSS 段; ( 1 ) 记录 BSS 段的起始地址 : bss_start = .; ; ( 2 ) 记录 BSS 段的结束地址 : bss_end = .; ; 6.对齐 : 每个段都需要设置内存的对齐格式...: C 代码编译成同名的 .o 文件, %.o : %.c , 产生过程是 arm-linux-gcc -g -c $^ ; 3.设置最终目标 : 使用 all: 设置最终编译目标; ( 1...arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin #将 gboot.elf 转化为可以直接在板子上执行的 gboot.bin 文件 %....o : %.S #通用规则, 如 start.o 是由 start.S 编译来的, -c 是只编译不链接 arm-linux-gcc -g -c $^ %.o : %.c #通用规则..., 如 start.o 是由 start.c 编译来的, -c 是只编译不链接 arm-linux-gcc -g -c $^ .PHONY: clean clean:
内存访问问题 当程序以意外的方式使用内存时，会导致内存访问问题的崩溃报告。这些报告的异常类型为 EXC_BAD_ACCESS 或 EXC_BAD_ACCESS (SIGBUS) 。...异常子类型： KERN_INVALID_ADDRESS：通过访问数据或取指令来访问未映射的内存 KERN_PROTECTION_FAILURE：尝试使用受保护的有效内存地址 KERN_MEMORY_ERROR...：尝试访问但是无法返回数据的内存，如：不可用的内存映射文件 EXC_ARM_DA_ALIGN：尝试访问未正确对其的内存，此异常代码很少见，因为 64 位 ARM 的 CPU 会处理为对齐的数据。...arm64e 的 CPU 框架使用加密签名的指针身份验证代码来检测和防止内存中指针的意外更改。...如应用程序遇到了未捕获的 OC 或 C++ 的语言异常。 3.1. 语言异常 Apple 的系统框架在运行时遇到某些类型的编程错误时会引发语言异常，如: 访问数组的索引越界 或 未实现协议所需的方法。
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