Question

给出以下代码：

unsigned char *packet_data = (unsigned char *)malloc(7);
memset(packet_data, 0, 7);

uint16_t crc = 0xa8a9;

*((uint16_t *)&packet_data[5]) = (crc >> 8) | (crc << 8);

for (int i = 0; i < 7; i++) {
        printf("%02X ", packet_data[i]);
}
printf("\n");

在我的Mac（x86_64）上，输出正如预期的那样 00 00 00 00 00 A8 A9 （A8进入字节5（从0开始计数））。用clang编译（LLVM 7.3.0）

在armv5tejl机器上，输出 00 00 00 00 A8 A9 00 （A8进入字节4（从0开始计数））。在这种情况下，如果我们在源代码上将5切换为4，则会产生完全相同的输出。使用gcc 4.6.3编译，like this on the Godbolt compiler explorer。

这两台机器都是小端的。

为什么会这样？

Answer 1

假设类型uint16_t的对齐要求为2，那么您的代码具有未定义的行为¹，因为此指针：(uint16_t *)&packet_data[5]未正确对齐。

如果使用对齐的偏移量（如4），则结果应与定义的行为相同。

¹（引自：ISO / IEC 9899：201x 6.3.2.3指针7）：
指向对象类型的指针可以转换为指向不同对象类型的指针。如果结果指针未正确对齐引用类型，行为是未定义。

Answer 2

您的首要问题 - 原因 - 是因为这就是硬件的工作原理。

您已经引用了C标准，说该行为未定义，因此任何结果都是C中的有效结果。

有关更多详细信息，您应该查看编译代码时的汇编指令。请注意，一个C编译器可以选择为您提供不同的指令（因此结果不同）。

要专门回答您的问题需要汇编，但可能发生的是您的代码正在编译为LDR指令，该指令将您的地址舍入到最接近的2字节（偶数）地址。这是针对地址对齐的ARM5文档。我可以找到的在线参考是：http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0473m/dom1359731171041.html

根据该规范，[0]或[1]上的操作都应该映射到[0]上的操作，[2]或[3]上的操作都应该在[2]上产生操作， [4]或[5]上的操作都应该在[4]上产生操作，依此类推。如果您要使用32位值，则应将其向下舍入到可被4整除的最近地址。

请注意，C编译器可以将代码编译为完全不同的代码，产生不同的行为，并且仍然在规范内，即使从一个编译到下一个编译也是如此。

因此，虽然C结果未定义，但编译指令的结果未定义，并且结果汇编指令遵循该特定芯片的规范。

为什么指针算法在架构之间不一致？

2 个答案: