数据和指令必须与合适的边界保持对齐(alignment)。访问是否对齐会影响ARM核的性能，并且在将代码从早期的体系结构移植到ARMv8-A时可能会出现可移植性问题。出于性能原因，或者在移植代码时，都值得去注意下对齐问题。本文将讲述了ARMv8-A AArch64的对齐。

一、指令对齐

指令对齐(Instruction alignment)比较简单，A64指令必须word对齐。如果从非对齐位置读取指令的话，会报PC对齐错误。

二、数据访问对齐(Alignment of data accesses)

数据访问对齐(Alignment of data accesses)稍微复杂点，取决于访问类型、地址属性、系统支持的特性和系统的配置等。

2.1 Device memory

Device memory可以分为多种，不过任何非对齐访问Device memory都会上报对齐错误。

2.2 Normal memory

对Normal memory的非对齐访问取决于以下所有条件：

• 访问内存的指令类型；
• 访问地址的内存属性；
• SCTLR_ELx.{A, nAA}寄存器域段的值；
• FEAT_LSE2是否实现；

以下可以分为几类指令来说：

1.对于Load or Store of Single or Multiple registers instructions，不包含exclusive，acquire/release，atomic和MCMS指令，如果访问的数据块与地址非对齐，那么：

• 如果SCTLR_ELx.A==1，那么上报alignment fault。
• 如果SCTLR_ELx.A==0，那么允许unaligned访问。但是访问是否保证single-copy atomic取决于地址属性和FEAT_LSE2是否实现。

2.对于Load-Exclusive/ Store-Exclusive and Atomic instructions，如果访问的数据块与地址非对齐，那么：

• 如果SCTLR_ELx.A==1，那么上报alignment fault。
• 如果SCTLR_ELx.A==0，那么是否允许访问取决于地址属性和FEAT_LSE2是否实现，如果允许访问，那么就算是非对齐，也要保证single-copy atomic。

3.对于Non-atomic and non-exclusive Load-Acquire/Store-Release instructions，如果访问的数据块与地址非对齐，那么：

• 如果SCTLR_ELx.A==1，那么上报alignment fault。
• 如果SCTLR_ELx.A==0，那么是否允许访问取决于地址属性和FEAT_LSE2是否实现，以及要看SCTLR_ELx.nAA的值。SCTLR_ELx.nAA决定了访问的数据块跨地址16-byte边界是否允许访问。

4. 对于Memory Copy and Memory Set instructions, 如果访问的数据块与地址非对齐，那么：

• 无论SCTLR_ELx.A的值为多少，都会进行对齐检查，也就是会上报alignment fault。
• 如果Xn不是16的倍数，也会上报alignment fault。
• 如果Xd没有对齐到16的倍数，也会产生alignment fault。

三、总结

可以用下面的伪代码和指令归属类型来总结上述内容，就很容易明白了。

判断alignment fault伪代码：

指令归属类型：