使用指针数组的内存映射外设寄存器

Question

我指的是编写可重用固件的文档，本书附带的代码使用指针数组来映射内存。

我对内存映射有点困惑

从这个post，如果8位内存映射在0X123，那么我可以使用以下

uint8_t volatile * p_reg = (uint8_t volatile *) 0x1234;

或

#define PORT 0X1234
uint8_t volatile * p_reg = (uint8_t volatile *) PORT;

或者在指针数组的情况下

#define PORT 0X1234
uint8_t volatile * const portsout[NUM_PORTS] =
    {
        (uint8_t*)PORTB, ....,
    };

我尝试了使用 atmega168 的书附带的代码，这就是我必须做的映射内存

uint8_t volatile * const portsout[NUM_PORTS] =
{
    (uint8_t*)&PORTB, (uint8_t*)&PORTC, (uint8_t*)&PORTD,
};

PORTB在头文件“avr/io.h”中定义为这样

#define PORTB   _SFR_IO8 (0x05)

我不明白的是指针数组中需要&吗？？

当我使用lpc2148时出现编译错误，我给作者发了一封邮件，在他的回复邮件中，他提到了

然后看起来您的指针数组实际上可能不是指针。 例如：

(uint32_t*)&IOPIN0, (uint32_t*)&IOPIN1,

实际上可能是

(uint32_t*)IOPIN0, (uint32_t*)IOPIN1,

取决于如何为您定义 IOPIN0 和 IOPIN1

lpc2148 的 IOPIN0 宏是

#define IOPIN0          (*((volatile unsigned long *) 0xE0028000))

我在 C 方面没有太多经验。 我知道如果宏指的是内存，那么在定义指针数组时我不必使用 & 。 如何知道宏(eg: PORTB, IOPIN0) 是指地址还是值？？

Answer 1

在编写寄存器映射时，通常使用一种将寄存器保留为变量的方法：

#define REGISTER (*(volatile uint8_t*)0x1234)

左边的* 取消引用指向的地址，这意味着您现在可以像使用任何普通变量一样使用REGISTER。这就是为什么你必须写&PORTB，在宏扩展之后会变成&*pointer。并且这保证等同于 pointer，由 C (c17 6.5.3.2)：

一元 & 运算符产生其操作数的地址。 /--/
如果操作数是一元 * 运算符的结果，则该运算符和 & 运算符都不会被计算，结果就像两者都被省略了一样

至于是否需要&，确实取决于寄存器映射中寄存器的定义方式。无论系统如何，哪个应该作为头文件提供，您可以检查。

顺便说一句，你的演员阵容很可疑。不需要(uint8_t*)&PORTB。这表明某些限定符与 volatile 和 const 不匹配。一般来说，从指针转到限定指针总是可以的，但反过来就不行。

根据您使用IOPIN0 的示例，代码应如下所示：

volatile uint32_t*const portsout [NUM_PORTS] =
{
  &IOPIN0, ...
};

Answer 2

defines for C 是这样的：

#if __AVR_ARCH__ >= 100
#    define __SFR_OFFSET 0x00
#else
#    define __SFR_OFFSET 0x20
#endif

#define _SFR_IO8(io_addr) _MMIO_BYTE((io_addr) + __SFR_OFFSET)
#define _MMIO_BYTE(mem_addr) (*(volatile uint8_t *)(mem_addr))
#define PORTB   _SFR_IO8(0x05)

这意味着PORTB 扩展为：

// presuming __AVR_ARCH__ >= 100
(*(volatile uint8_t *)(0x05 + 0x00))

它已经被取消引用，因此需要与号来获取地址，即你必须写：

volatile uint8_t * p = &PORTB;