【RTOS训练营】站在更高的角度学习C语言

一. 前言

C语言基础，有些同学基础扎实，有同学能用但是理解不深，这个训练营的重点在于RTOS和芯片架构，对C语言的要求也不算高. 结构体、指针、链表，掌握这三点就可以,基本不涉及复杂的语法,基础弱的同学，可以看唐老师的C语言视频，免费的。

我们并不需要停下来单独去学习C语言，C语言可以在RTOS的学习过程中再慢慢精进，不用担心。

唐老师的C语言课程在我们官网（www.100ask.net）：

现在，我们一起来站在更高角度学习C语言

二. 代码引入

代码语言：javascript复制

int a;
volatile unsigned int *p;
void main()
{
	a = 123;

	p = (volatile unsigned int *)(0x40010800   0x0c); /* GPIOA_ODR寄存器的地址 */
  *p = 1;
}

1. 从这段代码可以引出几个问题：

①这段代码涉及哪些硬件？

Flash、RAM、GPIO、CPU

②程序保存在哪里？

Flash

③变量a、p保存在哪里？

④操作p时，操作哪里？

GPIO

⑤谁来执行这个程序？

CPU
硬件方面，至少涉及这4部分：Flash、RAM、GPIO、CPU。

1.1 大家先看这个动图(图中的地址是假设的)：

2. 全局变量a、p：

代码语言：javascript复制

int a;
volatile unsigned int *p;

这两行代码，会在RAM中分配空间给这2个变量(图中的地址是假设的)

变量a、p的地址，你是控制不了的，编译器分配的地址

3. 执行main函数的代码：`a = 123;`是怎么进行的呢？

代码保存在Flash;
CPU读取Flash得到代码;
CPU根据代码指示，写变量a;

4. `p = (volatile unsigned int *)(0x40010800 0x0c);`的执行

代码保存在Flash；
CPU读取Flash得到代码；
CPU根据代码指示，写变量p；

执行完下面两行代码后：

代码语言：javascript复制

	a = 123;

	p = (volatile unsigned int *)(0x40010800   0x0c); /* GPIOA_ODR寄存器的地址 */

内存情况如下图(图中的地址是假设的)：

大家可以看到：

假设CPU将地址0x2000 0000分配给了a，0x2000 1000分配给了p；
对变量a和变量p的写操作都是在写RAM(在STM32F103中地址0x2000 0000开始的一片内存是映射的是RAM空间)；
当对变量a进行赋值时，CPU就在a所在的地址空间 ,即从地址0x2000 0000开始的一小段空间(根据a的类型和cpu的位数决定a占用多少长度的空间)写入数据；
对于变量p的写操作也是类似的；

执行那两行代码a = 123;``p = (volatile unsigned int *)(0x40010800 0x0c);的结果就是：

在RAM地址0x2000 0000处写入了一个数据是123；
在RAM地址0x2000 1000处写入了一个数据是(0x40010800 0x0c)即0x4001 080C；
又根据指针的定义, 我们对 p = (volatile unsigned int *)(0x40010800 0x0c);这个操作就得到了一个信息: 指针p指向的地址是0x4001 080C。

5. `*p = 1`

代码语言：javascript复制

*p = 1;

我们刚才已经知道, 指针p指向的地址是0x4001 080C，所以这一行代码的作用就是让CPU在p指向的地址写入一个数据1，即在地址0x4001 080C处写入数据1。我们在前面以STM32F103的内存空间举例得知地址0x2000 0000开始的一片内存映射的是RAM空间，那么地址0x4001 080C也是RAM空间嘛？不是的。根据STM32的手册我们可以发现地址0x4001 080C处映射的其实是STM32F103的引脚GPIOA(GPIO：通用输入输出)的输出寄存器ODR。

也就是说, *p = 1就是让地址0x4001 080C保存的数据变成了1，对于STM32F103而言,完成的功能就是让GPIOA的寄存器ODR的最低位bit0 = 1，最终表现出来的结果我们放在后面的课程说。

在整个过程中，最重要的是：地址

CPU读Flash得到指令