使用存储在 C 结构中的变量引用结构的成员答案

【问题标题】：Reference a member of a structure using a variable stored in a structure in C使用存储在 C 结构中的变量引用结构的成员
【发布时间】：2016-03-14 23:24:58
【问题描述】：

我想与我的控制器连接三个电机驱动器。我的问题涉及如何编写代码来制作函数来更新这些驱动程序的值。

我使用结构来表示驱动程序，并且控制器具有一组内置结构，用于访问控制器的不同寄存器。

我想创建一个函数，它将特定电机驱动器的结构作为输入参数，并更改该特定电机驱动器的各种 GPIO 的值。

假设使用以下代码访问我的控制器上的引脚（这是控制器制造商提供的结构）：

GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO01 = 0;

为了方便同时更新多个位置的引脚，我使用了以下宏：

#define MOTOR1_nSLEEP       GPIO01
#define MOTOR1_nSLEEP_MUX   GPAMUX1

GpioCtrlRegs.MOTOR1_nSLEEP_MUX.bit.MOTOR1_nSLEEP = 1;

现在变得棘手了。我想定义以下函数。

void Initialize (struct motor_driver MOTOR1) {
GpioCtrlRegs.MOTOR1_nSLEEP_MUX.bit.MOTOR1_nSLEEP = 1;
}

但问题是我需要能够根据输入参数更改宏。据我所知，这是不可能的。所以我想我会使用指针指向内存中 GPIO 的特定位置，然后将该指针添加到“struct motor_driver”，以便它也可以传递给函数。所以是这样的：

MOTOR1.pointers.nSLEEP_MUX =  &(GpioCtrlRegs.MOTOR1_nSLEEP_MUX.bit.MOTOR1_nSLEEP);

然后在函数中，我可以直接使用这个指针来调整GPIO寄存器的值。不幸的是，指针不允许获取位字段的值，因为它们必须在字节级别上工作。

所以我必须将指针用于第一个#define 值“MOTOR1_nSLEEP_MUX”，然后手动访问“.bit.MOTOR1_nSLEEP”（可能通过使用结构指针）。

现在的问题是我不知道如何以灵活、独立于宏的方式使用宏“MOTOR1_nSLEEP”，因为它等于“GPIO01”。如何将“GPIO01”传递给必要的结构指针，以便访问正确的位字段？你有什么建议？我首先是在以愚蠢的方式处理这个问题吗？

这里有一些关于 GpioCtrlRegs 的附加信息：

struct GPIO_CTRL_REGS {
    union   GPACTRL_REG     GPACTRL;    // GPIO A Control Register (GPIO0 to 31)
    union   GPA1_REG        GPAQSEL1;   // GPIO A Qualifier Select 1 Register (GPIO0 to 15)
    union   GPA2_REG        GPAQSEL2;   // GPIO A Qualifier Select 2 Register (GPIO16 to 31)
    union   GPA1_REG        GPAMUX1;    // GPIO A Mux 1 Register (GPIO0 to 15)
    union   GPA2_REG        GPAMUX2;    // GPIO A Mux 2 Register (GPIO16 to 31)
    union   GPADAT_REG      GPADIR;     // GPIO A Direction Register (GPIO0 to 31) )
    union   GPADAT_REG      GPAPUD;     // GPIO A Pull-Up Disable Register
    Uint16                  rsvd1[2];   // Reserved
    union   GPBCTRL_REG     GPBCTRL;    // GPIO B Control Register (GPIO32 to 63)
    union   GPB1_REG        GPBQSEL1;   // GPIO B Qualifier Select 1 Register (GPIO32 to 47)
    union   GPB2_REG        GPBQSEL2;   // GPIO B Qualifier Select 2 Register (GPIO48 to 63)
    union   GPB1_REG        GPBMUX1;    // GPIO B Mux 1 Register (GPIO32 to 47)
    union   GPB2_REG        GPBMUX2;    // GPIO B Mux 2 Register (GPIO48 to 63)
    union   GPBDAT_REG      GPBDIR;     // GPIO B Direction Register (GPIO32 to 63)
    union   GPBDAT_REG      GPBPUD;     // GPIO B Pull-Up Disable Register
    Uint16                  rsvd2[24];  // Reserved
    union   AIO_REG         AIOMUX1;    // Analog IO Mux 1 Register
    Uint16                  rsvd3[2];   // Reserved
    union   AIODAT_REG      AIODIR;     // Analog IO Direction Register
    Uint16                  rsvd4[4];   // Reserved
};

union GPA1_REG {
    Uint32 all;
    struct GPA1_BITS    bit;
};

struct GPA1_BITS {     // bits description
    Uint16  GPIO0:2;            // 1:0  GPIO0
    Uint16  GPIO1:2;            // 3:2  GPIO1
    Uint16  GPIO2:2;            // 5:4  GPIO2
    Uint16  GPIO3:2;            // 7:6  GPIO3
    Uint16  GPIO4:2;            // 9:8  GPIO4
    Uint16  GPIO5:2;            // 11:10    GPIO5
    Uint16  GPIO6:2;            // 13:12    GPIO6
    Uint16  GPIO7:2;            // 15:14    GPIO7
    Uint16  GPIO8:2;            // 17:16    GPIO8
    Uint16  GPIO9:2;            // 19:18    GPIO9
    Uint16  GPIO10:2;           // 21:20    GPIO10
    Uint16  GPIO11:2;           // 23:22    GPIO11
    Uint16  GPIO12:2;           // 25:24    GPIO12
    Uint16  GPIO13:2;           // 27:26    GPIO13
    Uint16  GPIO14:2;           // 29:28    GPIO14
    Uint16  GPIO15:2;           // 31:30    GPIO15
};

在另一个文件中：

#ifdef __cplusplus
#pragma DATA_SECTION("GpioCtrlRegsFile")
#else
#pragma DATA_SECTION(GpioCtrlRegs,"GpioCtrlRegsFile");
#endif
volatile struct GPIO_CTRL_REGS GpioCtrlRegs;

【问题讨论】：

您可能对这里的宏太花哨了。您是否考虑过使用一系列电机制作自己的结构？只要您的结构字段覆盖与其结构相同的内存，它就可以工作。请记住使用所有相同的附加项进行定义，例如 volatile、打包、字节顺序，以及可能附加的任何其他内容。
为什么不创建一个条件来决定初始化哪个寄存器
它可以做一个条件，但考虑到会有多少功能以及我必须这样做多少次（增加代码长度和开销时间），我更愿意想出一个更优雅的解决方案。
您能详细说明一下@ZanLynx 吗？你是说我只是在我的运动结构中模仿它们的确切结构吗？我想这会奏效，但我必须了解他们是如何做到的。这不会占用大量内存吗？我希望使用指针，这样我就可以引用每个位字段。
不可能提出想法，因为您没有告诉我们有关GpioCtrlRegs 或Mode_GPIO 的任何信息。答案将完全不同，具体取决于它们的声明方式 - 特别是它们是否是带有位字段的结构。位域根本无法获取其地址（使用&）。您需要包括他们的声明。

标签： c pointers struct microcontroller

【解决方案1】：

设法找到了一个可能与您正在使用的header file 相似的header file。引用GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO01 是一个位字段。不能取位域的地址。

我不得不猜测Mode_GPIO 是一个只有低位（0 或 1）重要的 int。这就是一切。

GpioCtrlRegs.GPAMUX1 字段是一个联合，它有一个地址。

所以 - 假设链接的头文件 - 你可以在同一个银行的两个多路复用器之间进行选择，表格如下：

static union GPB1_REG *mux[2] = { &GpioCtrlRegs.GPBMUX1, &GpioCtrlRegs.GPBMUX2 };

然后您可以使用以下命令触摸ith 多路复用器：

mux[i]->bit.MOTOR1_nSLEEP = 1;

但仅此而已。您甚至不能在同一个数组中引用GPCMUX1 或2，因为标头为它们提供了不同的类型。

我强烈建议你放弃它。如果你真的需要选择带有int 的电机，那么编写如下函数：

void motorSleep(int i) {
  switch (i):
    case 1:
      ... set the registers to make 3 sleep
      break;
    case 2:
      ... set the registers to make 2 sleep
      break;
    case 3:
      ... set the registers for all other inputs
      break;
    default:
      assert(0);
  }
}

道德是不要过度设计这样的东西。设计头文件的人显然打算将其用于上述用途，而不是花哨的地址算术。我不是说他们帮了你一个忙。但事实就是如此。

【讨论】：