ARM Cortex M4 - C 编程和内存访问优化

Question

以下三行代码是使用 1 个 MOV 指令修改位的优化方法，而不是使用中断较少的安全读-修改-写习惯用法。它们彼此相同，并在 GPIO 端口的数据寄存器中设置LED_RED位：

1. *((volatile unsigned long*)(0x40025000 + (LED_RED << 2))) = LED_RED;
2. *(GPIO_PORTF_DATA_BITS_R + LED_RED) = LED_RED;
3. GPIO_PORTF_DATA_BITS_R[LED_RED] = LED_RED;

LED_RED简直就是(volatile unsigned long) 0x02.在该微控制器的存储器映射中，该寄存器的前2个LSB(和其他)未使用，因此第一个示例中的左移是有意义的。

GPIO_PORTF_DATA_BITS_R的定义是：

#define GPIO_PORTF_DATA_BITS_R ((volatile unsigned long *)0x40025000)

我的问题是：为什么在使用指针算术或数组索引(分别为第 2 种方法和第 3 种方法)时不需要左移两次？我很难理解。提前谢谢你。

Answer 1

记住 C 指针算法的工作原理：向指针添加偏移量以指向的类型为单位进行操作。 由于GPIO_PORTF_DATA_BITS_R具有类型unisgned long *和sizeof(unsigned long) == 4，因此GPIO_PORTF_DATA_BITS_R + LED_RED有效地添加2 * 4= 8 个字节。

请注意，(1) 对0x40025000进行算术运算，这是一个整数，而不是指针，因此我们需要将 8 相加才能得到相同的结果。 左移 2 与乘以 4 相同，因此LED_RED << 2再次等于 8。

(3) 完全等同于 (2) 根据[]运算符的定义。