对于RISC机器来说,对齐访问可以提高效率。ARM是RISC机器,因此在多数情况下它以对齐方式访问,即访问的地址一般是4或2的倍数。但在某些特殊应用上,对齐访问可能会带来麻烦。下面笔者以自身经历来说明有些情况是不允许对齐访问的,好在强大的MDK早就意料到这些特殊应用,并有相应的对策。
下面举例说明结构以对齐方式和非对齐方式存储的差别。
下面以三种不同的方式定义了结构体foo。其中第一种是常用的(默认情况)定义方式。第二种和第三种方式均以压缩方式存储,以非对齐方式访问。其中第二种方式关键字__packed修饰整个结构体,表明整个结构体以压缩方式存储;第三种方式关键字__packed修饰结构体中的某个域,被修饰的域以压缩的方式存储。而其它部分则采用非压缩方式。当然在示例结构体foo中,后两种定义方法达到的效果一样。
在第一种方式中,结构体成员one占用两个字节;成员two占用两个字节;成员three占用4个字节;成员four占用4个字节。
而在第二种和第三种方式中它们分别占用1个字节、两个字节、一个字节、4个字节。如果读者看到这还不是很清楚的话,那么请看其对应的汇编代码。
显然以压缩方式存储结构体节省了空间但浪费了时间。以非压缩方工存储结构体加快了速度但浪费了空间。
知道了结构体以压缩和非压缩方式存储的特点以及如何使用关键字__packed后。笔者给出在实际工作中遇到的必须使用压缩方式存储的一个例子。
大家知道FAT文件系统的DBR 区大小刚好为一个扇区(512字节)。DBR 区有一系列关于系统的数据。在处理时需要将其定义为一个结构体。程序中对这个结构体进行初始化时,需要将整个扇区的内容拷贝给这个结构体。因此这个结构体的大小正好为512字节。当然这是在压缩存储的情况下。试想如果以非压缩方式存储,结果将混乱不堪。在这种情况下必须加上关建字__packed。
该结构体定义如下:
typedef __packed struct
{
u8
BS_jmpBoot[3];
//ofs:0.典型的如:0xEB,0x3E,0x90。
u8
BS_OEMName[8];
//ofs:3.典型的如:“MSWIN4.1”。
u16
BPB_BytesPerSec;
//ofs:11.每扇区字节数。
u8
BPB_SecPerClus;
//ofs:13.每簇扇区数。
u16
BPB_RsvdSecCnt;
//ofs:14.保留扇区数,从DBR 到FAT 的扇区数。
u8
BPB_NumFATs;
//ofs:16.FAT 的个数。通常为2个。
u16
BPB_RootEntCnt;
//ofs:17.根目录项数。
u16
BPB_TotSec16;
//ofs:19.分区总扇区数(<32M
时用)。
u8
BPB_Media;
//ofs:21.分区介质标识,SD卡一般用0xF8。
u16
BPB_FATSz16;
//ofs:22.每个FAT 占的扇区数。
u16
BPB_SecPerTrk;
//ofs:24.每道扇区数。对于SD卡无意义。
u16
BPB_NumHeads;
//ofs:26.磁头数。对于SD卡无意义。
u32
BPB_HiddSec;
//ofs:28.隐藏扇区数,从MBR 到DBR 的扇区数。
u32
BPB_TotSec32;
//ofs:32.分区总扇区数(>=32M
时用)。
u8
BS_DrvNum;
//ofs:36.软盘使用0x00,硬盘使用0x80。SD卡无意义。
u8
BS_Reservedl;
//ofs:37.保留。
u8
BS_BootSig;
//ofs:38.扩展引导标记:0x29。通常对于SD卡无意义。
u32
BS_VolID;
//ofs:39.盘序列号。
u8
BS_VolLab[11];
//ofs:43.如“Msdos ”。
u8
BS_FilSysType[8];
//ofs:54.“FAT16 ”。
u8
ExecutableCode[448];
//ofs:62.引导代码。
u8
ExecutableMarker[2];
//ofs:510.结束标识:0xAA55。
} FAT_BPB;