ARM Cortex M4 -C编程与内存访问优化

Question

以下三行代码是使用1 MOV指令修改位的优化方法，而不是使用较少中断安全的读-修改-写成语。它们是相同的，并在GPIO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就是(volatile unsigned long) 0x02。在这个微控制器的内存映射中，这个寄存器(和其他寄存器)的前两个LSB是未使用的，所以第一个例子中的左移位是有意义的。

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法或数组索引(分别是第二种方法和第三种方法)时，我不需要左移两次？我很难理解。提前谢谢你。

Answer 1

记住C指针算法是如何工作的:向指针添加偏移量是以所指向的类型的单位来操作的。由于GPIO_PORTF_DATA_BITS_R具有unisgned long *和sizeof(unsigned long) == 4类型，因此GPIO_PORTF_DATA_BITS_R + LED_RED有效地添加了2 * 4 =8字节。

注意，(1)在0x40025000上做算术，它是一个整数，而不是指针，因此我们需要添加8才能得到相同的结果。左移2等于乘4，所以LED_RED << 2再次等于8。

(3)根据[]算子的定义，与(2)完全等价。