在代码调试的过程中，偶尔会遇到由于内存非对齐访问导致的错误，下面用一些例子来说明非对齐访问错误产生的原因，以及如何解决非对齐访问错误。
-munaligned-access
-mno-unaligned-access
Enables (or disables) reading and writing of 16- and 32- bit values from addresses that are not 16- or 32- bit aligned.
By default unaligned access is238 Using the GNU Compiler Collection (GCC) disabled for all pre-ARMv6,
all ARMv6-M and for ARMv8-M Baseline architectures, and enabled for all other architectures.
If unaligned access is not enabled then words in packed data structures are accessed a byte at a time.
The ARM attribute Tag_CPU_unaligned_access is set in the generated object file to either true or false,
depending upon the setting of this option.
If unaligned access is enabled then the preprocessor symbol __ARM_FEATURE_UNALIGNED is also defned.
系统中的结构体数据，如果添加了 __packed 属性，则会以紧凑的方式进行内存排布，此时其中的一些数据在内存中的排布就是非对齐的。在程序运行时，如果系统不允许非对齐访问，此时对该结构体中的非对齐数据进行访问，则会出现 data abort 的错误。
如果在编译和链接时添加 -mno-unaligned-access 不支持非对齐内存访问选项，将会告诉编译器，生成操作这些非对齐数据指令，需要一个字节一个字节地读取，然后将结果拼凑成最终的数据。用这种方式操作数据降低了数据的访问效率，但是可以避免出现非对齐访问错误。
在 armv7 中可以开启或者关闭非对齐访问检查，例如使用如下指令关闭非对齐访问检查：
/* disable the data alignment check */
mrc p15, 0, r1, c1, c0, 0
bic r1, #(1<<1)
mcr p15, 0, r1, c1, c0, 0
如果关闭了非对齐访问检查，此时 CPU 访问非对齐数据将不会报错，在底层硬件实现时，可能会将一次访问拆成多次对齐访问来实现，但是在软件层是不感知的。尽管如此，还是降低了数据的访问效率。另外，一些强序内存（例如设备内存）是不支持非对齐访问的。
编译如下源码：
struct st_a {
char a;
int b;
} __attribute__((packed));
int get_b(struct st_a *p)
{
return p->b;
}
编译命令如下：
- 支持非对齐访问
arm-none-eabi-gcc.exe -S arm.c -o arm_with_unaligned_access.s -O2 -mcpu=cortex-a7
- 不支持非对齐访问
arm-none-eabi-gcc.exe -S arm.c -o arm_no_unaligned_access.s -O2 -mno-unaligned-access -mcpu=cortex-a7
实验结果如下：
可以清楚地在汇编在代码中看到，如果开启了禁止非对齐访问，在操作非对齐地址的数据时，读取了多次，每次只读取一个字节。
如果系统中出现了非对齐访问错误，则要从两方面入手检查：
-
cpu 是否开启了非对齐访问检查，如果开启了该检查，那么出现非对齐访问就会出现 data abort。
-
编译时，是否告知编译器帮忙处理非对齐访问的问题，如果告诉编译器，目标机器不允许非对齐访问，那么编译器发现将要访问非对齐的地址时，会执行单字节的访问指令，进而避免非对齐访问错误。
C lib 库中的 memcpy 函数的行为与 rt-thread 中 rt_memcpy 不一致，可能导致的非对齐访问错误，该问题最早出现在基于 sdio 的存储器的文件系统的读写过程中。
该问题是由于使用了 C lib 库中的 memcpy 函数导致的硬件错误，如果使用 RT-Thread 提供的 rt_memcpy，该函数会判断源地址和目标地址是否为四字节对齐，如果不是，那么将会尝试使用单字节的方式进行数据拷贝，这样做避免出现非对齐访问错误。
对于 SDIO 驱动而言，其传输所使用的内存地址是否支持非对齐，是要仔细考虑的地方，这里可能需要后续继续完善。我感觉这样修改没能从根本上解决驱动的问题，而只是避过了驱动程序中可能出现的错误。
如果以兼容性为先，那么可以使用 rt_memcpy 来代替 C 库中的 memcpy 函数，这种系统将默认处理非对齐的问题，但是使用单字节拷贝的情况会降低系统的效率，这点在后期系统优化的过程中应该需要重新考虑和完善。
AARCH64 编译器的配置项为 -mstrict-align，该选项会使得编译器将非对齐的多字节访问指令拆分为多个单字节访问指令，以避免出现非对齐访问异常。如下图所示：
不加该选项生成的代码如下：
可以看出半字访问被修改成了单字节访问，从而避免了非对齐异常。