一个对齐的问题

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最近碰到一个问题，有个程序是跑在ARM cortex M4上。 之前用-O0编译的时候运行一切正常， 但用-O3编译就会有unaligned的UsageFault。但因为空间的问题又必须用-O3编译。

问题的原因

跟踪调试了一些，出问题的是下面的代码：

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uint32_t *txb = (uint32_t*)buf;
while (len) {
    uint32_t data = *txb++;//UsageFault
    reg_write(addr, data);
    ...
}

而这里的buf本来是一个uint8的指针，并且因为上层传输协议的原因，地址并不是4字节对齐的。在用-O0编译的时候，汇编代码如下：

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LDR r0,[r11],#04
STR r0,[sp.#0x10]

其中LDR/STR 这一系列的指令是可以用unaligned的地址的，只是速度会变慢。

如果用-O3编译，汇编代码就变成这样：

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LDM r0!,{r2}
STR r2,{r8,0x60}

编译器认为LDM指令更加高效，替换了LDR指令。 但LDM/STM/LDRD/STRD这几个指令不支持unaligned的访问，所以一定会有UsageFault。

问题的预防

我们可以设置UNALIGN_TRP， 这样即使使用LDR指令，如果有unaligned的访问也会有UsageFault。这用就可以发现代码中的非对齐的问题。

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SCB->CCR |= SCB_CCR_UNALIGN_TRP_Msk;