嵌入式大佬 | 嵌入式C语言知识点万字总结
时间：2020-09-08 22:05:44
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[导读]怎么做好嵌入式？相信这个问题无论问谁你都会得到一句学好C语言！今天推荐一篇大佬写的嵌入式C语言知识点总结，非常值得一读。 从语法上来说C语言并不复杂， 但编写优质可靠的嵌入式C程序并非易事，不仅需要熟知硬件特性和缺陷，还需要对编译原理和计算机技术
1 关键字
嵌入式的应用从逻辑上可以抽象为三个部分：
2). 数据的处理(如协议的解码和封包，AD采样值的转换等)
3). 数据的输出(GUI的显示，输出的引脚状态，DA的输出控制电压，PWM波的占空比等)，
2 数据类型
typedef
unsigned
char
uint8_t;
typedef
unsigned
short
uint16_t;
typedef
unsigned
int
uint32_t;
......
typedef
signed
int
int32_t;
printf(
"int size:%d, short size:%d, char size:%d\n",
sizeof(
int),
sizeof(
char),
sizeof(
short));
char *p；
printf(
"point p size:%d\n",
sizeof(p));
3 内存管理和存储架构
这里先看个简单的C语言实例。
//main.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>
static
int st_val;
//静态全局变量 -- 静态存储区
int ex_val;
//全局变量 -- 静态存储区int main(void)
{
int a =
0;
//局部变量 -- 栈上申请
int *ptr =
NULL;
//指针变量
static
int local_st_val =
0;
//静态变量
local_st_val +=
1;
a = local_st_val;
ptr = (
int *)
malloc(
sizeof(
int));
//从堆上申请空间
if(ptr !=
NULL)
{
printf(
"*p value:%d", *ptr);
free(ptr);
ptr =
NULL;
//free后需要将ptr置空，否则会导致后续ptr的校验失效，出现野指针
}
}
LD_ROM
0x00800000
0x10000 { ;load region size_region
EX_ROM
0x00800000
0x10000 { ;load address = execution address
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$Sections)
.ANY (+RO)
}
EX_RAM
0x20000000
0xC000 { ;rw Data
.ANY (+RW +ZI)
}
EX_RAM1
0x2000C000
0x2000 {
.ANY(MySection)
}
EX_RAM2
0x40000000
0x20000{
.ANY(Sdram)
}
}
int a[
10] __attribute__((section(
"Mysection")));
int b[
100] __attribute__((section(
"Sdram")));
4 指针和数组
int main(void)
{
char cval[] =
"hello";
int i;
int ival[] = {
1,
2,
3,
4};
int arr_val[][
2] = {{1, 2}, {3, 4}};
const
char *pconst =
"hello";
char *p;
int *pi;
int *pa;
int **par;
p = cval;
p++;
//addr增加1
pi = ival;
pi+=
1;
//addr增加4
pa = arr_val[
0];
pa+=
1;
//addr增加4
par = arr_val;
par++;
//addr增加8
for(i=
0; i<
sizeof(cval); i++)
{
printf(
"%d ", cval[i]);
}
printf(
"\n");
printf(
"pconst:%s\n", pconst);
printf(
"addr:%d, %d\n", cval, p);
printf(
"addr:%d, %d\n", icval, pi);
printf(
"addr:%d, %d\n", arr_val, pa);
printf(
"addr:%d, %d\n", arr_val, par);
}
/* PC端64位系统下运行结果
0x68 0x65 0x6c 0x6c 0x6f 0x0
pconst:hello
addr:6421994, 6421995
addr:6421968, 6421972
addr:6421936, 6421940
addr:6421936, 6421944 */
#include <stdio.h>
typedef
struct
{
int b;
int a;
}STRUCT_VAL;
static __align(
4)
char arr[
8] = {
0x12,
0x23,
0x34,
0x45,
0x56,
0x12,
0x24,
0x53};
int main(void)
{
STRUCT_VAL *pval;
int *ptr;
pval = (STRUCT_VAL *)arr;
ptr = (
int *)&arr[
4];
printf(
"val:%d, %d", pval->a, pval->b);
printf(
"val:%d,", *ptr);
}
//0x45342312 0x53241256
//0x53241256
#include <stdio.h>
typedef int (*pfunc)(int, int);
int func_add(int a, int b){
return a+b;
}
int main(void)
{
pfunc *func_ptr;
*（
volatile
uint32_t *）
0x20001000 =
0x01a23131;
func_ptr = func_add;
printf(
"%d\n", func_ptr(
1,
2));
}
2）一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量（Non-automatic variables)
3）多线程应用中被几个任务共享的变量
5 结构类型和对齐
typedef
enum {spring=
1, summer, autumn, winter }season;
season s1 = summer;
typedef
union{
char c;
short s;
int i;
}UNION_VAL;
UNION_VAL val;
int main(void)
{
printf(
"addr:0x%x, 0x%x, 0x%x\n",
(
int)(&(val.c)), (
int)(&(val.s)), (
int)(&(val.i)));
val.i =
0x12345678;
if(val.s ==
0x5678)
printf(
"小端模式\n");
else
printf(
"大端模式\n");
}
/*
addr:0x407970, 0x407970, 0x407970
小端模式
*/
int data =
0x12345678;
short *pdata = (
short *)&data;
if(*pdata =
0x5678)
printf(
"%s\n",
"小端模式");
else
printf(
"%s\n",
"大端模式");
typedef int (*pfunc)(int, int);
typedef
struct{
int num;
int profit;
pfunc get_total;
}STRUCT_VAL;
int GetTotalProfit(int a, int b)
{
return a*b;
}
int main(void){
STRUCT_VAL Val;
STRUCT_VAL *pVal;
Val.get_total = GetTotalProfit;
Val.num =
1;
Val.profit =
10;
printf(
"Total:%d\n", Val.get_total(Val.num, Val.profit));
//变量访问
pVal = &Val;
printf(
"Total:%d\n", pVal->get_total(pVal->num, pVal->profit));
//指针访问
}
/*
Total:10
Total:10
*/
typedef
unsigned
char
uint8_t;
union reg{
struct{
uint8_t bit0:
1;
uint8_t bit1:
1;
uint8_t bit2_6:
5;
uint8_t bit7:
1;
}bit;
uint8_t all;
};
int main(void)
{
union reg RegData;
RegData.all =
0;
RegData.bit.bit0 =
1;
RegData.bit.bit7 =
1;
printf(
"0x%x\n", RegData.all);
RegData.bit.bit2_6 =
0x3;
printf(
"0x%x\n", RegData.all);
}
/*
0x81
0x8d
*/
数组 ：按照基本数据类型对齐，第一个对齐了后面的自然也就对齐了。
联合体 ：按其包含的长度最大的数据类型对齐。
结构体：结构体中每个数据类型都要对齐，结构体本身以内部最大数据类型长度对齐
union DATA{
int a;
char b;
};
struct BUFFER0{
union DATA data;
char a;
//reserved[3]
int b;
short s;
//reserved[2]
};
//16字节
struct BUFFER1{
char a;
//reserved[0]
short s;
union DATA data;
int b;
};
//12字节
int main(void)
{
struct BUFFER0 buf0;
struct BUFFER1 buf1;
printf(
"size:%d, %d\n",
sizeof(buf0),
sizeof(buf1));
printf(
"addr:0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x\n",
(
int)&(buf0.data), (
int)&(buf0.a), (
int)&(buf0.b), (
int)&(buf0.s));
printf(
"addr:0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x\n",
(
int)&(buf1.a), (
int)&(buf1.s), (
int)&(buf1.data), (
int)&(buf1.b));
}
/*
size:16, 12
addr:0x61fe10, 0x61fe14, 0x61fe18, 0x61fe1c
addr:0x61fe04, 0x61fe06, 0x61fe08, 0x61fe0c
*/
6 预处理机制
include 包含文件命令，在C语言中，它执行的效果是将包含文件中的所有内容插入到当前位置，这不只包含头文件，一些参数文件，配置文件，也可以使用该文件插入到当前代码的指定位置。其中<>和""分别表示从标准库路径还是用户自定义路径开始检索。
define宏定义，常见的用法包含定义常量或者代码段别名，当然某些情况下配合##格式化字符串，可以实现接口的统一化处理，实例如下：
#define MAX_SIZE 10
#define MODULE_ON 1
#define ERROR_LOOP() do{\
printf("error loop\n");\
}while(0);
#define global(val) g_##val
int global(v) =
10;
int global(add)(int a, int b)
{
return a+b;
｝
if..#elif…#else…#endif， #ifdef..#endif, #ifndef…#endif条件选择判断，条件选择主要用于切换代码块，这种综合性项目和跨平台项目中为了满足多种情况下的需求往往会被使用。
undef 取消定义的参数，避免重定义问题。
error，#warning用于用户自定义的告警信息，配合#if，#ifdef使用，可以限制错误的预定义配置。
pragma 带参数的预定义处理，常见的#pragma pack(1), 不过使用后会导致后续的整个文件都以设置的字节对齐，配合push和pop可以解决这种问题，代码如下：
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
struct TestA
{
char i;
int b;
}A;
#pragma pack(pop); //注意要调用pop，否则会导致后续文件都以pack定义值对齐，执行不符合预期
等同于
struct _TestB{
char i;
int b;
}__attribute__((packed))A;
总结
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