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programing:arm-programing:arm-unaligned-access


ARMの非境界整列アドレスのデータアクセス

RISC系CPUでは、16bitや32bitのデータアクセスを行う時に、それぞれ2バイト境界や4バイト境界アドレスでないと例外トラップする仕様も多いが、ARMv6T2以降では非境界アドレスのデータアクセスもサポートされている。

ARMv7の場合

ARMv7 以降では、非境界整列アクセスが義務付けられてる(デフォルト)。

ARMv7-A と ARMv7-R では、システム制御レジスタ、SCTLR の A ビット(bit1)によって、境界調整チェックのイネーブル(A=1)またはディセーブル(A=0)を制御できる。又、ARMv7-M では、コンフィギュレーションおよび制御レジスタ(CCR)の UNALIGN_TRP ビット、ビット 3 がこれを制御する。

境界調整チェックがイネーブルされている場合、すべての非境界整列ワードまたはハーフワード転送が行われると、境界調整例外が発生する。

ディセーブルされている場合は、LDR、LDRH、STR、STRH、LDRSH、LDRT、STRT、LDRSHT、LDRHT、STRHT、および TBH 命令で非境界整列アクセスを行うことができる。他のデータアクセス命令が行われると常に非境界整列データの境界調整例外が発生する。 STRD および LDRD では、指定されたアドレスはワード境界で整列させる必要がある。

Abitは、デフォルトで「0」となっており、非境界アドレスのアクセスも可能となっているが、システム起動初期化時 A=1 として非境界アクセスをチェックし、安定して起動したら A=0 とするような使い方もできる。

    asm("	mrc	p15, 0, r0, c1, c0, 0");
    asm("	bic	r0, r0, #0x00000002"); /* clear A bit (disable alignment fault) */
    asm("	mcr	p15, 0, r0, c1, c0, 0");

GCCコンパイラの動作

GCCは、デフォルトで -munaligned-access が有効となっているらしく、データアクセスが境界調整されている場合、コマンドラインオプション -mno_unaligned_access を使って非境界整列アクセスをサポートするライブラリ関数へのリンクを避けることもできる。

補足

  • 非境界アクセスが発生すると、実際のメモリバス上は複数回のバスアクセスとなり、多少アクセス時間がかかる。

参考


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programing/arm-programing/arm-unaligned-access.txt · 最終更新: 2018/04/26 13:30 by yoko