Question

在嵌入式系统上，我们有一个设置，允许我们通过命令行界面读取任意数据以进行诊断。对于大多数数据，这很好用，我们使用memcpy()在请求的地址复制数据并通过串行连接将其发回。

但是，对于16位硬件寄存器，memcpy()会导致一些问题。如果我尝试使用两个8位访问来访问16位硬件寄存器，则高位字节无法正确读取。

有没有人遇到过这个问题？我是一个'高级'（C＃/ Java / Python / Ruby）家伙，它正在向硬件靠拢，这是外星人的领域。

处理这个问题的最佳方法是什么？我看到了一些信息，特别是[帖子here对我有点困惑。这篇文章的作者完全我遇到了同样的问题，但我讨厌在没有完全理解我正在做的事情的情况下实现解决方案。

非常感谢你能解决这个问题。谢谢！

Answer 1

此硬件中的每个寄存器都作为双字节数组公开，第一个元素以双字节边界对齐（其地址为偶数）。 memcpy（）运行一个循环并在每次迭代时复制一个字节，因此它以这种方式从这些寄存器复制（所有循环展开，char是一个字节）：

*((char*)target) = *((char*)register);// evenly aligned - address is always even
*((char*)target + 1) = *((char*)register + 1);//oddly aligned - address is always odd

但是，出于某些硬件特定原因，第二行无法正常工作。如果一次复制两个字节而不是一次复制一个字节，则以这种方式完成（short int是两个字节）：

*((short int*)target) = *((short*)register;// evenly aligned

在这里，您可以在一个操作中复制两个字节，并且第一个字节均匀对齐。由于没有从奇怪对齐的地址进行单独复制，因此可以正常工作。

修改后的memcpy会检查地址是否经过精心对齐，如果是，则会以两个字节为单位进行复制。

Answer 2

除了Eddie said之外，您通常需要使用易失性指针来读取硬件寄存器（假设存储器映射寄存器，所有系统都不是这种情况，但对您来说听起来是这样的））。类似的东西：

// using types from stdint.h to ensure particular size values
// most systems that access hardware registers will have typedefs
// for something similar (for 16-bit values might be uint16_t, INT16U,
// or something)

uint16_t volatile* pReg = (int16_t volatile*) 0x1234abcd;  // whatever the reg address is

uint16_t val = *pReg;  // read the 16-bit wide register

以下是Dan Saks的一系列文章，它们应该为您提供几乎所有需要知道的内容，以便能够在C / C ++中有效地使用内存映射寄存器：

Answer 3

如果您需要访问特定大小的硬件寄存器，那么您有两种选择：

了解C编译器如何生成代码，以便您可以使用适当的整数类型来访问内存，或
使用正确的字节或字大小嵌入一些程序集来进行访问。

读取硬件寄存器会产生副作用，具体取决于寄存器及其功能，因此访问具有适当大小访问权限的硬件寄存器非常重要，这样您就可以一次性读取整个寄存器。

Answer 4

我认为所有细节都包含在您发布的帖子中，所以我会尝试将其分解一下;

具体而言;

If you access a 16-bit hardware register using two 8-bit
accesses, the high-order byte doesn't read correctly (it
always read as 0xFF for me). This is fair enough since
TI's docs state that 16-bit hardware registers must be
read and written using 16-bit-wide instructions, and
normally would be, unless you're using memcpy() to
read them.

因此，问题在于，如果在单个16位读取中读取它们的值，则硬件寄存器仅报告正确的值。这相当于做;

uint16 value = *(regAddress);

使用单个16字节读取从地址读取到值寄存器。另一方面，你有memcpy，它一次复制数据一个字节。喜欢的东西;

while (n--)
{
  *(uint8*)pDest++ = *(uint8*)pSource++;
}

因此，这会导致寄存器一次读取8位（1个字节），导致值无效。

该线程中发布的解决方案是使用memcpy版本，该版本将使用16位读取复制数据，无论源和目标是否为6位对齐。

Answer 5

通常使用与寄存器大小相同的整数类型就足够了。在大多数编译器上，短路为16位。

void wordcpy(short *dest, const short *src, size_t bytecount)
{
    int i;
    for (i = 0;  i < bytecount/2;  ++i)
        *dest++ = *src++;
}

Answer 6

你需要知道什么？你已经找到了一个单独的帖子来解释它。显然，CPU文档要求通过16位读写访问16位硬件寄存器，但memcpy的实现使用8位读/写。所以他们不能一起工作。

解决方案是不使用memcpy来访问该寄存器。相反，编写自己的例程来复制16位值。

Answer 7

不确定问题是什么 - 我认为该帖子有正确的解决方案。正如您所说，问题是标准的memcpy（）例程一次读取一个字节，这对于内存映射的硬件寄存器无法正常工作。这是处理器的限制 - 根本无法获得有时读取字节的值。

建议的解决方案是编写自己的memcpy（），它只适用于字对齐的地址，并且一次读取16位字。这非常简单 - 链接提供了c和汇编版本。唯一的问题是确保始终从有效对齐的地址执行16位副本。您可以通过两种方式执行此操作：使用链接器命令或编译指示来确保事物已对齐，或者为未对齐缓冲区前面的额外字节添加特殊情况。

从16位硬件寄存器读取

7 个答案: