如果你爱编程,请你爱C语言;

　　如果你爱C语言,请你爱指针;

　　如果你爱指针,请你爱指针的指针!

　　本篇主要讲述了嵌入式系统C编程中内存操作的相关技巧.掌握并深入理解关于数据指针、函数指针、动态申请内存、const及volatile关键字等的相关知识,是一个优秀的C语言程序设计师的基本要求.当我们已经牢固掌握了上述技巧后,我们就已经学会了C语言的99%,因为C语言最精华的内涵皆在内存操作中体现.我们之所以在嵌入式系统中使用C语言进行程序设计,99%是因为其强大的内存操作能力!

　　数据指针

　　在嵌入式系统的编程中,常常要求在特定的内存单元读写内容,汇编有对应的MOV指令,而除C/C++以外的其它编程语言基本没有直接访问绝对地址的能力.在嵌入式系统的实际调试中,多借助C语言指针所具有的对绝对地址单元内容的读写能力.以指针直接操作内存多发生在如下几种情况:

　　(1)某I/O芯片被定位在CPU的存储空间而非I/O空间,而且寄存器对应于某特定地址;

　　(2)两个CPU之间以双端口RAM通信,CPU需要在双端口RAM的特定单元(称为mailbox)书写内容以在对方CPU产生中断;

　　(3)读取在ROM或FLASH的特定单元所烧录的汉字和英文字模.记住:CPU以字节为单位编址,而C语言指针以指向的数据类型长度作自增和自减.理解这一点对于以指针直接操作内存是相当重要的.

　　函数指针

　　首先要理解以下三个问题:

　　(1)C语言中函数名直接对应于函数生成的指令代码在内存中的地址,因此函数名可以直接赋给指向函数的指针;

　　(2)调用函数实际上等同于调转指令+参数传递处理+回归位置入栈,本质上最核心的操作是将函数生成的目标代码的首地址赋给CPU的PC寄存器;

　　(3)因为函数调用的本质是跳转到某一个地址单元的code去执行,所以可以调用一个根本就不存在的函数实体

　　数组vs.动态申请

　　在嵌入式系统中动态内存申请存在比一般系统编程时更严格的要求,这是因为嵌入式系统的内存空间往往是十分有限的,不经意的内存泄露会很快导致系统的崩溃.所以一定要保证你的malloc和free成对出现给出原则:

　　(1)尽可能的选用数组,数组不能越界访问(真理越过一步就是谬误,数组越过界限就光荣地成全了一个混乱的嵌入式系统);

　　(2)如果使用动态申请,则申请后一定要判断是否申请成功了,并且malloc和free应成对出现!

　　关键字const

　　const意味着只读.区别如下代码的功能非常重要,也是老生长叹,如果你还不知道它们的区别,而且已经在程序界摸爬滚打多年,那只能说这是一个悲哀:

　　constinta;

　　intconsta;

　　constint*a;

　　int*consta;

　　intconst*aconst;

　　(1)关键字const的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息.例如,在函数的形参前添加const关键字意味着这个参数在函数体内不会被修改,属于输入参数.在有多个形参的时候,函数的调用者可以凭借参数前是否有const关键字,清晰的辨别哪些是输入参数,哪些是可能的输出参数.

　　(2)合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数,防止其被无意的代码修改,这样可以减少bug的出现.

　　关键字volatile

　　C语言编译器会对用户书写的代码进行优化,譬如如下代码:

　　inta,b,c;

　　a=inWord(0x);/*读取I/O空间0x端口的内容存入a变量*/

　　b=a;

　　a=inWord(0x);/*再次读取I/O空间0x端口的内容存入a变量*/

　　c=a;

　　很可能被编译器优化为:

　　inta,b,c;

　　a=inWord(0x);/*读取I/O空间0x端口的内容存入a变量*/

　　b=a;

　　c=a;

　　但是这样的优化结果可能导致错误,如果I/O空间0x端口的内容在执行第一次读操作后被其它程序写入新值,则其实第2次读操作读出的内容与第一次不同,b和c的值应该不同.在变量a的定义前加上volatile关键字可以防止编译器的类似优化,正确的做法是:

　　volatileinta;

　　volatile变量可能用于如下几种情况:

　　(1)并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器,例中的代码属于此类);

　　(2)一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(也就是全局变量);

　　(3)多线程应用中被几个任务共享的变量.