c 语言嵌入式之：内存操作

                 （嵌入式C C++语言精华 笔记3）

数据指针

      在嵌入式系统的实际调试中，多借助c语言指针所具有的对绝对地址单元内容的读写能力。以指针直接操作内存多发生在

如下几种情况：

（1）某I/O芯片被定位在CPU的存储空间而非I/O空间，而且寄存器对应于某特定地址。

（2）两个CPU之间以双端口RAM通信，CPU需要在双端口RAM的特定单元（mail box）书写内容以在对方CPU产生中断。

（3）读取在ROM或FLASH的特定单元所烧录的汉字和英文字摸。

 

unsigned char *p = (unsigned char *) 0xF000FF00;

*p = 11;

(p++; p == 0xF000FF01;)

 意义：在绝对地址0xF0000+0xFF00(80186使用16位段地址和16位偏移地址)写入11。

 

int *p = (int *)0xF000FF00;

p++ ----->  p = p + sizeof(int);

p--   ----->  p = p -  sizeof(int);

 

注意：CPU以字节为单位编址，而C语言指针以指向的数据类型长度作自增和自减。

 

函数指针

      理解三个问题：

（1） C语言中函数名直接对应于函数生成的指令代码在内存中的地址，因此函数名可以直接赋给指向函数的指针。

（2）调用函数实际上等同于“调转指令+参数传递处理+回归位置入栈”，本质上最核心的操作是将函数生成的目标代码的首

        地址赋给CPU的PC寄存器。

（3）因为函数调用的本质是跳转到某一个地址单元的code去执行，所以可以“调用”一个根本不存在的函数实体。

 

《微型计算机原理》中讲到，186CPU启动后跳转至绝对地址0xFFFF0（对应 C语言指针是 0xF000FFF0, 0xF000为

段地址, 0xFFF0为段内偏移）执行，如例：

 

typedef void (*lpFunction) ();/*定义一个无参数，无返回类型的函数指针类型 */

/*定义一个函数指针 ，指向CPU启动后所执行第一条指令的位置*/

lpFunction lpReset = (lpFunction)0xF000FFF0;

lpReset(); /*调用函数*/

上述代码实现了“软重启”的作用。

 

 

数组 VS.动态申请

    嵌入式系统中任何不经意的内存泄露都会很快导致系统的崩溃。所以一定要保证malloc和free成对出现（原则：谁申请，

就由谁释放。否则会导致代码的耦合度增大）。

内存申请原则：

（1）尽可能的选用数组，数组不能越界访问。

（2）如果使用动态申请，则申请后一定要判断是否申请成功了，并且malloc和free应成对出现。

(值结果参数，值参数)

 

关键字 const

   const意味着只读。

const  int a;

int  const a;

const int *a;

int * const a;

int const * a  const;

在编译阶段需要的常数只能以#define 宏定义！

故在c语言中如下程序是非法的：

   const int SIZE = 10;

   char a[SIZE]; /*便宜阶段不能用到变量*/

 

关键字 volatile 防止编译器优化

volatile 变量可能用于如下几种情况：

（1）并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）

（2）一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量（也就是全局变量）

（3）多线程应用中被几个任务共享的变量。

 

CPU字长与存储器位宽不一致的处理

 80186的字长为16，而NVRAM的位宽为8，在这种情况下，我们需要为NVRAM提供读写字节，字的接口，如下：

 

typedef  usigned  char  BYTE;

typedef  usigned int  WORD;

/* 函数功能： 读NVRAM中的字节

    参数：wOffset， 读取位置相对NVRAM 基地址的偏移

    返回：读取到的字节值

*/

extern  BYTE  ReadByteNVRAM(WORD  wOffset)

{

     LPBYTE   lpAddr = (BYTE*) (NVRAM + wOffset * 2); /* 为什么要乘2？ */

     return *lpAddr;

}

 

/* 函数功能： 读NVRAM中的字

    参数：wOffset， 读取位置相对NVRAM 基地址的偏移

    返回：读取到的字

*/

 

extern WORD ReadWordNVRAM(WORD  wOffset)

{

    WORD  wTmp = 0;

    LPBYTE  lpAddr;

    /* 读取高位字节*/

    lpAddr  = (BYTE*) (NVRAM + wOffset *2);  /* 为什么要乘2？ */

    wTmp += (*lpAddr) *256;

   /* 读取低位字节*/

    lpAddr = (BYTE*)(NVRAM + (wOffset +1)*2); /* 为什么要乘2？ */

    wTmp += *lpAddr;

    return wTmp;

}

 

/* 函数功能： 向NVRAM中写一个字节

    参数：wOffset， 写入位置相对NVRAM 基地址的偏移

    byData, 欲写入的字节

*/

extern void  WriteByteNVRAM(WORD wOffset, BYTE  byData)

{

   ......

}

 

/* 函数功能： 向NVRAM中写一个字

    参数：wOffset， 写入位置相对NVRAM 基地址的偏移

    byData, 欲写入的字

*/

 

extern void WriteWordNVRAM (WORD  wOffset, WORD  wData)

{

  .......

}

 

_______                     _________

cpu        | A3--------A2 |                 |

80186    | A2-------A1 |                  |

              | A1-------A0 |   NVRAM    |

              | A0              |                  |

_______|                   |_________|

16位80186与8位NVRAM之间互连只能以地址线A1对其A0，CPU本身的A0与NVRAM不连接，因此，NVRAM的地址只能

是偶数地址，故每次以0x10为单位前进！