在 Arm Cortex-M3 上转换为双指针

Question

我正在使用 Arm Cortex-M3 处理器。 我在unsigned char数组中接收二进制数据，必须将其转换为合适的变量以用于进一步计算：

unsigned char gps[24] = { 0xFA, 0x05, 0x08, 0x00, 0x10, 0x00,0xA4, 0x15, 0x02, 0x42, 0x4D, 0xDF, 0xEB, 0x3F, 0xF6, 0x1A, 0x36, 0xBE, 0xBF, 0x2D, 0xA4, 0x41,
                          0xAF, 0x1A };
int i = 6;
float f = (float) *(double*)&gps[i];

此代码在计算机上工作以获得正确的“f”值，但在 Cortex-M3 上失败。 我知道处理器上没有算术单元，因此不支持 64 位操作； 但是是否有如上所示的变通方法。

请注意，下面的代码适用于处理器； 只有上面显示的铸造失败：

double d = 9.7;

另请注意，32 位转换可以工作，如下所示； 只有double或uint64_t失败。

uint16_t k = *(uint16_t*)&gps[i];

有替代解决方案吗？

Answer 1

将unsigned char的地址转换为指向double的指针——然后使用它——违反了严格的别名规则； 更重要的是（在您的情况下，如下所述），它还打破了访问多字节（即double ）数据单元所需的对齐规则。

许多编译器会对此发出警告； clang-cl 为(double*)&gps[i]表达式提供以下内容：

警告：从 'unsigned char *' 转换为 'double *' 将所需对齐从 1 增加到 8 [-Wcast-align]

现在，一些架构对数据类型的对齐并不太挑剔，并且代码可能（似乎）适用于其中的许多。 但是，Cortex-M3 对多字节数据类型（例如double ）的对齐要求非常挑剔。

要删除未定义的行为，您应该使用memcpy函数将gps数组的组件字节转换为真正的double变量，然后将其转换为float ：

    unsigned char gps[24] = {0xFA, 0x05, 0x08, 0x00, 0x10, 0x00,0xA4, 0x15, 0x02, 0x42, 0x4D,
        0xDF, 0xEB, 0x3F, 0xF6, 0x1A, 0x36, 0xBE, 0xBF, 0x2D, 0xA4, 0x41, 0xAF, 0x1A };
    int i = 6;
    double d; // This will be correctly aligned by the compiler
    memcpy(&d, &gps[i], sizeof(double)); // This doesn't need source alignment
    float f = (float)d; // ... so now, this is a 'safe' cast down to single precision

memcpy调用将使用（或生成）可以安全访问未对齐数据的代码——即使这意味着访问速度显着减慢。