将指针写入 GPIO 输出引脚的地址答案

【问题标题】：Writing pointers to the address of GPIO out pin将指针写入 GPIO 输出引脚的地址
【发布时间】：2019-09-16 05:57:00
【问题描述】：

嵌入式系统的绝对菜鸟。现在我正在尝试在C 中编写一个名为nRF52832 的设备。我知道GPIO 的基地址是0x50000000，而OUT 寄存器的偏移量是0x504。如何创建指向 GPIO OUT 地址的指针并打印地址？

我做吗

volatile unsigned int* GPIO_BASE = (unsigned int*) 0x50000000;
volatile unsigned int* GPIO_OUT = GPIO_BASE + 0x504; ?

【问题讨论】：

标签： c embedded gpio

【解决方案1】：

请记住，指针运算总是以指针基类型为单位进行的。

这意味着表达式GPIO_BASE + 0x504 将添加0x504 * sizeof *GPIO_BASE 的字节偏移量，即0x504 * sizeof(int)（在大多数系统上将是5136 字节的偏移量，而不是1284 字节）。

如果你想添加0x504的偏移量字节你需要将它除以指针基类型的大小：

volatile unsigned int* GPIO_OUT = GPIO_BASE + (0x504 / sizeof *GPIO_BASE);

除了这个问题，您的代码是正确的，并且是访问硬件寄存器的一种非常常见的方式。

【讨论】：

GPIO_BASE + (0x504 / sizeof *GPIO_BASE); 是胡言乱语，你永远不会在调用应用程序中编写这样的代码。偏移量应该在宏内部计算，而不是在运行时计算，如本例所示。
我认为像#define GPIO_OFFSET(x, y) (unsigned int *) ((char *) (x) + (char *) (y)) 然后简单地使用volatile unsigned int* GPIO_OUT = GPIO_OFFSET(GPIO_BASE, 0x504) 就可以了。

【解决方案2】：

我做吗

volatile unsigned int* GPIO_BASE = (unsigned int*) 0x50000000;
volatile unsigned int* GPIO_OUT = GPIO_BASE + 0x504;

不，你没有。这意味着地址是在运行时计算的，因为volatile 限定符意味着程序必须在运行时更新变量，无论何时使用它。

这是你应该做的：

// assuming 32 bit registers and 0x504 being the offset in bytes
#define GPIO_BASE 0x50000000u
#define GPIO_OUT  (*(volatile uint32_t*)(GPIO_BASE + 0x504u))
#define GPIO_X    (*(volatile uint32_t*)(GPIO_BASE + 0x508u)) // some other related register 

...
GPIO_OUT = something;

在本例中，寄存器地址是在编译时计算的，这是唯一正确的方法。

通过取消引用宏内部的地址，我们现在可以使用GPIO_OUT，几乎就像它是一个普通变量一样。

然而，GPIO 外设似乎不太可能有数百个内存映射寄存器，因此0x504 的值很奇怪。

另外请注意，在嵌入式系统中使用默认的 C 类型如 int 和 char 是幼稚的。这些类型带有各种可移植性问题，并且还具有与之相关的各种形式的定义不明确的行为。专业系统只使用来自stdint.h 的类型，从不使用其他类型。

【讨论】：

【解决方案3】：

volatile unsigned int* GPIO_BASE = (unsigned int*) 0x50000000;
volatile unsigned int* GPIO_OUT = GPIO_BASE + 0x504;

如果OUT 寄存器的offset 与BASE 相距0x504 字节，则需要将GPIO_BASE 类型转换为char *

volatile unsigned int* GPIO_OUT = ((char *)GPIO_BASE) + 0x504;

否则一切正常。

【讨论】：

感谢您的回复！您能否详细说明我们为什么需要（char *）？我以为你可以添加十六进制地址
@user3084686 这是因为指针算法。请在线阅读。

【解决方案4】：

由于指针运算，指针 GPIO_OUT 的值将是 GPIO_BASE + (0x504 * sizeof(int))。如果 sizeof(int) 是 4 个字节，你会得到指向 0x50000000 + (0x504 * 4) = 0x50001410 的指针，而 OUT 寄存器的实际地址是 0x50000504。您可以将指针类型转换为 unsigned char* 或更好地使用宏。

#define GPIO_BASE 0x50000000

#define GPIO_OUT GPIO_BASE + 0x504

volatile unsigned int* gpio_out = GPIO_OUT;

【讨论】：

但是，volatile unsigned int* gpio_out = GPIO_OUT; 不是有效的 C。