了解 Android* 上的 x86 与 ARM* 内存对齐的异同

提交新文章

2011年11月08日 07:00


谷歌最新的 NDK 版本 (r6) 除了支持为 ARM 构建应用外，还支持为x86 处理器构建 Android* 应用。一般而言，这只需重新构建原生代码，将应用从 ARM 移植到 x86即可。然而，其中也有一些错误需要避免。

x86 与 ARM 之间的差别之一在于数据的内存对齐要求。请看一个简单例子：



以上例子只记录了 TestStruct 中各变量的大小和偏移。这个程序的输出并不令人惊奇：

ARM
I/libtestjni( 5025): TestStruct (size: 12)
I/libtestjni( 5025): -- Var1 offset: 0
I/libtestjni( 5025): -- Var2 offset: 4
I/libtestjni( 5025): -- Var3 offset: 8

x86
I/libtestjni( 4175): TestStruct (size: 12)
I/libtestjni( 4175): -- Var1 offset: 0
I/libtestjni( 4175): -- Var2 offset: 4
I/libtestjni( 4175): -- Var3 offset: 8

现在，让我们将 TestStruct 更改为以下内容：



输出如下：

ARM
I/libtestjni( 4675): TestStruct (size: 24)
I/libtestjni( 4675): -- Var1 offset: 0
I/libtestjni( 4675): -- Var2 offset: 8
I/libtestjni( 4675): -- Var3 offset: 16

x86
I/libtestjni( 4079): TestStruct (size: 16)
I/libtestjni( 4079): -- Var1 offset: 0
I/libtestjni( 4079): -- Var2 offset: 4
I/libtestjni( 4079): -- Var3 offset: 12

8 字节（64位）mVar2 导致了不同的 TestStruct 布局。这是因为 ARM 需要 对像mVar这样的64 位变量进行 8 字节对齐。在大多数情况下，这不会导致问题，因为相较于 ARM，构建x86 应用时需要完全重新构建。

然而，如果应用对类或结构执行了序列化，则会导致大小不匹配。例如，如果您在 ARM 应用上创建了一个 save 文件，并且应用向文件中写入了 TestStruct。如果您之后在 x86 平台上加载该文件，则应用中的类大小将与保存的文件中的类大小不同。正如您所想象的，相似的内存对齐问题也会在需要特定内存布局的网络流量上发生。

GCC 编译器选项“-malign-double”将在 x86 和 ARM 上实现相同的内存对齐。然而，由于操作系统并非使用此标志创建，因此这会中断一些操作系统调用。

您可以通过编译器属性来控制不同变量的对齐。因此，如果我们告知 GCC 针对 mVar2 运行 align(8)，x86 和 ARM 将具有相同的对齐结果：



输出如下：

ARM
I/libtestjni( 4675): TestStruct (size: 24)
I/libtestjni( 4675): -- Var1 offset: 0
I/libtestjni( 4675): -- Var2 offset: 8
I/libtestjni( 4675): -- Var3 offset: 16

x86
I/libtestjni( 4678): TestStruct (size: 24)
I/libtestjni( 4678): -- Var1 offset: 0
I/libtestjni( 4678): -- Var2 offset: 8
I/libtestjni( 4678): -- Var3 offset: 16

了解了 x86 与 ARM 之间的内存对齐差异之后，重新构建面向 x86 的 Android* NDK 应用将非常简单。立即获取最新的 NDK 并进行尝试吧。


注：本文转引自英文博文Understanding x86 vs ARM Memory Alignment on Android，欲阅读英文原文，请点击该链接。