PIC 18F45K42：如何将 4 个字节组合成 Int？

Question

我正在为 PIC 18F45K42 编写代码以从 HCSD 卡中读取 .wav 文件。我正在使用 MPLAB X IDE v5.20 和 XC v2.05。我正在使用 FATF 库从卡上读取数据。

我可以从卡上读取数据并获得良好的结果，直到合并代表 .wav 文件大小的 4 个字节。

#define BYTE_TO_BINARY_PATTERN "%c%c%c%c%c%c%c%c"
#define BYTE_TO_BINARY(byte)  \
(byte & 0x80 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x40 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x20 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x10 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x08 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x04 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x02 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x01 ? '1' : '0') 

UINT actualLength;
UINT br;
char contents[44]; // Buffer
uint32_t file_size;
char result;

printf("Checking media\n\r");
if( SD_SPI_IsMediaPresent() == false)
{
    printf("No media\n\r");
    return;
}

 if (f_mount(&drive,"0:",1) == FR_OK)
    {
    if (f_open(&file, "P.WAV", FA_READ) == FR_OK){

        result = f_read(&file, contents, 44, &br);
        if ( result == FR_OK){
            printf("%c%c%c%c", contents[0],contents[1],contents[2],contents[3]);
            printf("\n\r");
            printf("contents 4-7: %u %u %u %u", contents[4],contents[5],contents[6],contents[7]);
            printf("\n\r");
            printf(""BYTE_TO_BINARY_PATTERN, BYTE_TO_BINARY(contents[7]));
            printf(""BYTE_TO_BINARY_PATTERN, BYTE_TO_BINARY(contents[6]));
            printf(""BYTE_TO_BINARY_PATTERN, BYTE_TO_BINARY(contents[5]));
            printf(""BYTE_TO_BINARY_PATTERN, BYTE_TO_BINARY(contents[4]));
            file_size = (contents[7] << 24) | (contents[6] << 16) | (contents[5] << 8) | contents[4];
            int kb = file_size/1024;
            printf("\n\r");
            printf("Size: %u kB: %u", file_size, kb);
            printf("\n\r");
// . . . OMITTED . . .

我正在打印二进制文件以确保从卡上写入的数据是正确的。我得到的输出是

Checking media
RIFF
contents 4-7: 4 122 18 0
00000000000100100111101000000100
Size: 31254 kB: 0

该二进制文件为我提供了文件大小的正确数字 1210884，因此我尝试通过组合字节获得的大小是错误的。我认为这是因为我收到以下编译器警告：

main.c:108:42: warning: shift count >= width of type [-Wshift-count-overflow]
            file_size = (contents[7] << 24) | (contents[6] << 16) | (contents[5] << 8) | contents[4];
                                     ^  ~~
main.c:108:64: warning: shift count >= width of type [-Wshift-count-overflow]
            file_size = (contents[7] << 24) | (contents[6] << 16) | (contents[5] << 8) | contents[4];

我已经搜索了这些警告并尝试了一些推荐的修复方法，但到目前为止我还没有找到任何适用于这种情况的方法。我赶紧补充说我的 C 知识是有限的，而且我不能 100% 确定那个位移表达式在做什么。我天真的理解是contents[7] 的最右边位应该移动到 32 位整数的第 24 位，contents[6] 最右边的位到第 16 位等等。不知何故，可能是由于某种数据类型问题，这不会发生适当地。但我当然不知道，我不确定 Microchip XC 编译器有什么限制。

没有建议我最终在 C 中学习一门好课程，有人可以建议出了什么问题以及如何通过正确组装 4 个文件大小字节来获得正确的值。

非常感谢您的关注。

Answer 1

一些基本的东西：

• 在对嵌入式系统进行编程时，切勿使用默认类型的 C。请改用stdint.h。 char 类型尤其有问题，因为它具有实现定义的签名。
• 在 8 位 MCU 上很难对小整数类型进行算术运算。至少，您必须知道Implicit type promotion rules。
• 32 位算法在 PIC 上速度非常慢，应尽可能避免使用。在这种特定情况下可能不是一个选择。
• PIC 是 8 位的，有 16 位 int。

澄清后，我们可以注意到这些转变中的每一个都是错误的：

file_size = (contents[7] << 24) | (contents[6] << 16) | (contents[5] << 8) | contents[4];

contents[i] 的类型为 char（或 uint8_t，如果您将代码修复为适当的类型）。这是一个小整数类型。如上面链接中所述，它将通过整数提升隐式提升为int。这就是编译器向您发出警告的原因。您需要在移位之前将每个操作数转换为 uint32。

file_size = ( ((uint32_t)contents[7] & 0xFF) << 24) | 
            ( ((uint32_t)contents[6] & 0xFF) << 16) | 
            ( ((uint32_t)contents[5] & 0xFF) <<  8) | 
            ( ((uint32_t)contents[4] & 0xFF) <<  0) ;

（如果char 是有符号且为负数，则必须使用 0xFF 进行字节掩码，在这种情况下，转换为 uint32_t 将“符号扩展”该值。TL;DR 就像上面建议的那样远离char。 )

请注意，这会根据某些字节序（从 7 到 4，无论您的情况如何）将数据分类到 uint32_t，这可能是一个问题，特别是如果您将结果放入某些数据通信协议中.理论上，8 位苦涩没有使用字节序，但实际上，只要您在内核中有双累加器或 16 位索引寄存器之类的东西，它们就会使用。在这种情况下，PIC 是 Little Endian。

另请注意，%u 假设为unsigned int，这是您 PIC 上的 16 位类型。要打印 uint32_t，您应该使用 inttypes.h 中的 "%"PRIu32，尽管 %lu 也可以。