在嵌入式系統中，對內存地址的操作是一個重要的方面，從廣義上講，嵌入式系統的地址空間可以分成以下三種類型：

系統的內存

處理器內部的寄存器映射

處理器外部部件的內存映射

無論哪種內存，一般都映射到處理器的內存空間中。在x86系統中，分為內存和I/O映射兩種內存；在ARM體系中，全部的地址都在32位的內存空間中，所有的操作都是對32位地址空間內存的操作。

從編程的角度看，嵌入式系統和PC系統的軟件設計的一個重要的區別即在于嵌入式系統更重視對硬件的操作。而對硬件的操作需要通過操作內部寄存器和外圍部件內存映射的地址實現，其實現方式都是通過對內存讀、寫兩種操作。

在匯編語言中，各種處理器都有對內存的不同的尋址方式讀寫內存。在高級語言中，C語言是唯一可以進行內存操作的語言，C語言對內存的操作主要需要通過指針來完成。

1、使用指針操作內存

在C語言中，指針是一種非常重要的數據類型。使用指針變量可以表示各種數據結構，能很方便地使用數組和字符串，并能像匯編一樣處理內存地址。指針的本質就是一個地址，在32位的系統中，指針是一個32位的無符號整數。指針可以用一個變量來表示，變量的指針實際上就是變量的地址。存放變量地址的變量是指針變量。一個指針變量的值就是某個變量的地址或稱為某變量的指針。

一個簡單的指針應用如下所示：

int a;

int *p = &a;

這個例子表示，整型指針型變量p指向a的地址，此時對*p的操作等同于對a的操作。

使用指針可以指向一個變量，也可以指向一個由malloc函數分配的內存，例如：

void *p = malloc（1024）;

系統分配1024字節的內存，然后讓變量p指向這塊內存，即p的值是這1024字節的連續內存的地址。在程序中就可以通過p來操作這塊內存區域。在內存使用完成后，需要使用free函數講內存釋放。

free（p）;

在嵌入式系統中的程序開發中，指針的值除了以上的兩種形式（從系統內存分配或者指向變量）以外，還可以使用絕對的數值。這是由于在嵌入式系統中，外設寄存器和外部部件的內存映射的地址空間可能都是固定的，因此可以使用指針來處理他們。

例如，如果需要在地址0x0040處寫入一個字節的數據0xf0，可以使用如下的程序：

unsigned char *p = （unsigned char *）0x0040;

*p = 0xf0;

這個程序定義了一個指向0x0040地址的字節型的指針，然后向該地址寫入數據0xf0。

上面的程序等同于：

*（unsigned char *）0x0040 = 0xf0;

所以說不使用指針變量也可以對實際的地址操作。讀內存的程序與之類似，可以使用指針變量或者直接使用地址得到內存中的數據。

2、指針的類型

前面的程序在內存的一個指定的地址處寫入一個字節（8位）的數據。如果需要寫入兩個字節（16位）的數據，需要改變指針類型。例如：同樣向地址0x0040處寫入兩個字節的數據0x0f0f，需要使用如下的語句：

*（unsigned short*）0x0040 = 0x0f0f;

在這個語句中，使用unsigned short而不使用unsigned char，short在C語言中代表16位的整數。

如果寫入4個字節（32位）的數據，則需要使用一下的程序：

*（unsigned long*）0x0040 = 0xf0f0f0f0;

在這個語句中，使用unsigned long，long在C語言中代表32位的整數。

在32位的系統中，一般編譯器認為int代表是32位的整數，等同于long，所以習慣使用int代替long作為內存操作的數據類型。

注意：指針的類型決定了使用指針進行讀寫操作時每次讀寫字節的數目。

3、指針的增量

在對指針變量的操作中，有時需要對指針變量進行加減運算。例如：

unsigned char *p = （unsigned char *）0x0040;

P++;

*p = 0xf0;

這段程序的含義是向地址0x0041的字節處寫入數據0xf0。

指針加減運算的含義是：指針的單位增量（或減量）等于指針類型所占的內存量。

對指針進行增量操作的使用，增加的單位是以指針類型的大小：char類型的增量表示增加1字節的內存，short表示增加2字節的內存，long和int表示增加4字節的內存，這些工作是編譯器根據指針的類型自動完成的。

總結：對指針進行加減運算的時候，它的變化量與指針的類型有關。

4、指針的類型轉換

在C語言中，指針的類型可以在使用的時候進行轉換。指針的本質是一個地址，在32位系統中，指針就是一個32位無符號的整數。因此，各種指針都可以相互轉化，而且指針在轉換過程并沒有任何實質性的變化，只是告訴編譯器，目前的指針指向何種的內存區域。

在嵌入式系統中，處理器的片內設備一般都會映射到處理器的地址空間中。這些寄存器有可能是32位的，有可能只有8位，這時就需要使用C語言中不同類型的指針。

總結：指針的本質是一個無符號的整數，各個類型的指針都可以進行相互轉換。

責任編輯：haq