c++ - 将寄存器设计成可由 C 和 C++ 访问的外围设备的最佳实践？

Question

我正在 FPGA 中设计一个串行端口外围设备，它将具有对我的处理器可见的内存映射寄存器。

C/C++(我同时使用)是否保证写入内存位置不会导致从同一位置读取？

我问是因为读取会读回与刚刚写入的数据不同的数据，并且因为读取有副作用(它从队列中拉出下一个字节)。

我正在尝试为 TX 和 RX 数据共享一个内存位置，以最小化解码逻辑的大小。

相关问题:C/C++ 是否保证单个内存位置读取始终是单次读取，而不是以某种方式最终成为多次读取。长期的经验表明是的，但我想知道规范是怎么说的。

注意:我总是将指向外设寄存器的指针声明为易变的，如下所示: volatile uint32_t * p_reg;

Answer 1

在 C 或 C++ 中，确实没有写入内存位置这样的事情。只有代码和内存，编译器决定是读取还是写入内存以使代码按照它认为必要的方式执行代码需要执行的操作。您的平台可能让volatile做您想做的事，也可能不做，但这是一个特定于平台的问题。

如果您编写 j=1; 并且您有一个平台，其中除零之外的常量很昂贵但增量很便宜，实现可以自由地将其视为 j=0;++j; 如果需要的话。

在现实世界中甚至有这样的案例，看起来像纯读取的操作实际上写入了内存。 C 和 C++ 标准中没有任何内容禁止这样做。

您可以查看有关volatile 的编译器文档，看看它是否满足您的需要。如果没有，请查看内联汇编代码。如果在您的平台上这样做是明智的，那么一个好的编译器应该提供一个很好的方法来做到这一点。