C 指针强制转换 - 值截断

Question

问题

以下是将指向 16 位值的指针转换为指向 32 位值的指针的代码：

int low_level_read(uint32_t * read_data)
{
   // some low level access to get 32-bit read here
}

int i2c_read(uint16_t * data)
{
   low_level_read((uint32_t *) data);

   printf("data=0x%X\n", *data);
}

预期：

• low_level_read 获取：0x0000C101
• i2c_read 获得：0xC101

观察到：

• low_level_read 获取：0x0000C101
• i2c_read 获得：0x0000

为什么它看起来像是在截断/切断 最不重要的 16 位？

我对这个问题的解决方案

如果 i2c_read() 被修改为如下所示，那么这将按预期工作：

int i2c_read(uint16_t * data)
{
   uint32_t raw_data;
   low_level_read(raw_data);

   *data = (uint16_t) raw_data;
}

没关系，但我仍然想了解为什么第一段代码会这样。

我对原因的有根据的猜测

当我们传入指向 i2c_read() 的指针时，它是 8 位的：

pointer address 0x100 ->
+--+--+--+--+--+--+--+--+
  7  6  5  4  3  2  1  0
+--+--+--+--+--+--+--+--+

但是，当转换为 (uint32_t *) 时，它会将内存位置的大小“增长”为 32 位：

pointer address 0x100 ->
+--+--+--+--+--+--+--+--+    +--+--+--+--+--+--+--+--+
 31 30 29 28 27 26 25 24 ....  7  6  5  4  3  2  1  0
+--+--+--+--+--+--+--+--+    +--+--+--+--+--+--+--+--+

32 位值被放入该位置。 但是当它截断它时，它实际上会截断位 [15:0] 并将指针地址保留为 0x100。这意味着当它返回时，我最终会看到位 [31:16] 因此全为零。

这是我最好的猜测。

有人能解释一下吗？谢谢:)。

Answer 1

i2c_read() 正在接收参数 uint16_t *data，它说“这里是 2 字节内存的地址”：

data --> [ByteA][ByteB]

当您执行转换 (uint32_t*)data 时，您现在声称 data 是 4 字节内存的地址：

data --> [ByteA][ByteB][ByteC][ByteD]

真诚地，low_level_read() 使用您作为uint32_t* 传递的地址，并将所有4 个字节的内存填充为[00][00][C1][01]。 这很糟糕。 指针 data 对 [ByteC][ByteD] 没有任何权限，现在您已经覆盖了可能为程序的其他部分保存一些重要数据的内存。

回到printf() 处的i2c_read()，变量data 变回只是一个uint16_t*，而*data 仅读取[ByteA][ByteB] 作为要打印的值([00][00])。
如果您改为调用 printf("℅08X", *(uint32_t*)data)，则会读取 4 个字节并打印 0x00000C01。

要修复您的代码，请确保 i2c_read() 和 low_level_read() 的参数类型相同。