嵌入式系统的内存指针操作

在嵌入式系统中，内存地址的操作是一个重要的方面。广义来说，嵌入式系统的地址空间可以分为以下三种类型：

系统内存

处理器内的寄存器映射

处理器外部组件的内存映射

从编程的角度来看，嵌入式系统和PC系统的一个重要区别就是嵌入式系统更注重硬件操作。但是，硬件的操作需要通过操作内部寄存器和外围组件映射的地址来实现，这些地址是通过读写内存来实现的。

在汇编语言中，各种处理器都有不同的读写内存的寻址方式。在高级语言中，C语言是唯一可以操作内存的语言，C语言对内存的操作主要需要指针。

1.使用指针操作内存

指针是C语言中非常重要的数据类型。指针变量可以用来表示各种数据结构，数组和字符串可以方便地使用，内存地址可以像汇编一样处理。指针的本质是地址。在32位系统中，指针是一个32位无符号整数。指针可以用变量来表示，变量的指针实际上就是变量的地址。存储变量地址的变量是指针变量。指针变量的值是变量的地址或指向变量的指针。

一个简单的指针应用如下：

int a；

int * p=a；

这个例子说明了整数指针变量p指向a的地址，对*p的操作相当于对a的操作。

使用指针指向变量或malloc函数分配的内存，例如：

void * p=malloc(1024)；

系统分配1024字节的内存，然后让变量p指向这个内存，也就是p的值就是这个1024字节连续内存的地址。这个存储区可以由程序中的p操作。使用内存后，需要使用free函数来谈论内存释放。

免费(p)；

在嵌入式系统的程序开发中，指针值除了上述两种形式(从系统内存中分配或指向变量)外，还可以使用绝对值。这是因为在嵌入式系统中，外围寄存器和外部组件的内存映射的地址空间可能是固定的，所以可以使用指针来处理它们。

例如，如果需要在地址0x0040写入一个字节的数据0xf0，可以使用以下程序：

无符号char *p=(无符号char *)0x 0040；

* p=0xf0

该程序定义一个指向地址0x0040的字节指针，然后将数据0xf0写入该地址。

上述程序相当于：

*(无符号字符*)0x 0040=0xf 0；

因此，您可以在不使用指针变量的情况下对实际地址进行操作。类似于读取内存的程序，可以使用指针变量或者直接使用地址来获取内存中的数据。

2.指针类型

前一个程序在内存中的指定地址写入一个字节(8位)的数据。如果需要写入两个字节(16位)的数据，则需要更改指针类型。例如，要将两个字节的数据0x0f0f写入地址0x0040，需要使用以下语句：

*(无符号短*)0x 0040=0x0f 0f；

在此语句中，使用无符号短字符代替无符号字符，短字符在c语言中代表16位整数。

如果写入4字节(32位)的数据，则需要使用以下步骤：

*(无符号长*)0x 0040=0xf0f 0f 0；

在这个语句中，使用了无符号长整型，它在C语言中表示一个32位整数。

在32位系统中，一般编译器认为int表示32位整数，相当于long，所以习惯用int代替long作为内存操作的数据类型。

注意：当使用指针进行读写操作时，指针的类型决定了每次读写的字节数。

3.指针增量

在指针变量的操作中，有时需要加减指针变量。例如：

无符号char *p=(无符号char *)0x 0040；

p；

* p=0xf0

该程序的含义是将数据0xf0写入地址0x0041的字节。

指针加减表示指针的单位增量(或减量)等于指针类型占用的内存量。

指针的增量单位是指针类型的大小：char类型的增量表示增加1字节内存，short表示增加2字节内存，long和int表示增加4字节内存。这些任务由编译器根据指针的类型自动完成。

总结：加减指针时，其变化与指针的类型有关。

4.指针的类型转换

在C语言中，指针的类型在使用时可以转换。指针的本质是地址。在32位系统中，指针是一个32位无符号整数。因此，各种指针可以相互转换，转换过程没有实质性的变化，只是告诉编译器当前指针指向什么样的内存区域。

在嵌入式系统中，处理器的片上设备通常被映射到处理器的地址空间。这些寄存器可能是32位，也可能只有8位，所以在C语言中需要使用不同类型的指针。

总结：指针的本质是无符号整数，各种指针可以相互转换。