初始化结构与匿名结构有什么区别？

Question

考虑以下代码：

typedef struct {
  uint32_t a : 1;
  uint32_t b : 1;
  uint32_t c : 30;
} Foo1;

void Fun1(void) {
  volatile Foo1 foo = (Foo1) {.a = 1, .b = 1, .c = 1};
}

当使用位字段在嵌入式应用程序中打孔寄存器时，这种通用模式会出现很多。使用ARM最近gcc编译器（如GCC 8.2或7.3 GCC）与-O3和-std=c11，我得到以下组件：

  sub sp, sp, #8
  movs r3, #7
  str r3, [sp, #4]
  add sp, sp, #8
  bx lr

这几乎正​​是您想要和期望的。变量Foo不是易失性的，因此0x7在最终存储到易失性变量（寄存器）之前，可以将每个位的初始化组合在一起成为文字foo。

但是，能够操纵整个寄存器的原始内容很方便，这会导致位字段的匿名实现：

typedef union {
  struct {
    uint32_t a : 1;
    uint32_t b : 1;
    uint32_t c : 30;
  };
  uint32_t raw;
} Foo2;

void Fun2(void) {
  volatile Foo2 foo = (Foo2) {.a = 1, .b = 1, .c = 1};
}

不幸的是，生成的程序集并没有如此优化：

  sub sp, sp, #8
  ldr r3, [sp, #4]
  orr r3, r3, #1
  str r3, [sp, #4]
  ldr r3, [sp, #4]
  orr r3, r3, #2
  str r3, [sp, #4]
  ldr r3, [sp, #4]
  and r3, r3, #7
  orr r3, r3, #4
  str r3, [sp, #4]
  add sp, sp, #8
  bx lr

对于密集封装的寄存器，每个位的读-修改-写操作可能会变得...昂贵。

阻止gcc优化初始化（例如纯结构）的联合/匿名结构有什么特别之处？

Answer 1

我希望我能回答你的问题。问题是 GCC 编译器有一些关于 C 到汇编的转换的预定义规则，当您进行一个union和struct一个的转换时uint32_t，它没有预定义的模式，这就是为什么生成的程序集没有像第一个示例那样优化的原因。

我建议你使用cast来解决这个问题。

typedef struct {
  uint32_t a : 1;
  uint32_t b : 1;
  uint32_t c : 30;
} Foo1;

void Fun1(void) {
  volatile Foo1 foo = (Foo1) {.a = 1, .b = 1, .c = 1};
  volatile uint32_t rawA = *((uint32_t *) &foo);
  volatile uint32_t rawB = *((uint32_t *) &foo + sizeof(uint32_t);
}