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
? ? 對(duì)于數(shù)組來(lái)說(shuō)，一般從0開(kāi)始獲取值，以length-1作為結(jié)束，通過(guò)[0, length)半開(kāi)半閉區(qū)間訪(fǎng)問(wèn)，這一般不會(huì)出問(wèn)題，但是某些時(shí)候，我們需要倒著讀取數(shù)組時(shí)，有可能錯(cuò)誤的將length作為起始點(diǎn)，從而導(dǎo)致訪(fǎng)問(wèn)越界，另外在操作數(shù)組時(shí)，有時(shí)為了節(jié)省空間，將訪(fǎng)問(wèn)的下標(biāo)變量i定義為unsigned char類(lèi)型，而C語(yǔ)言中unsigned char類(lèi)型的范圍是0~255，如果數(shù)組較大，會(huì)導(dǎo)致數(shù)組超過(guò)時(shí)無(wú)法截止，從而陷入死循環(huán)，這種在最初代碼構(gòu)建時(shí)很容易避免，但后期如果更改需求，在加大數(shù)組后，在使用數(shù)組的其它地方都會(huì)有隱患，需要特別注意。 ????由于，指針占有的空間與芯片的尋址寬度有關(guān)，32位平臺(tái)為4字節(jié)，64位為8字節(jié)，而指針的加減運(yùn)算中的長(zhǎng)度又與它的類(lèi)型相關(guān)，如char類(lèi)型為1，int類(lèi)型為4，如果你仔細(xì)觀察上面的代碼就會(huì)發(fā)現(xiàn)par的值增加了8，這是因?yàn)橹赶蛑羔樀闹羔槪瑢?duì)應(yīng)的變量是指針，也就是長(zhǎng)度就是指針類(lèi)型的長(zhǎng)度，在64位平臺(tái)下為8，如果在32位平臺(tái)則為4，這些知識(shí)理解起來(lái)并不困難，但是這些特性在工程運(yùn)用中稍有不慎，就會(huì)埋下不易察覺(jué)的問(wèn)題。另外指針還支持強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，這在某些情況下相當(dāng)有用，參考如下代碼：
#include 


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
? ? 基于指針的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，在協(xié)議解析，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理中高效快捷的解決了數(shù)據(jù)解析的問(wèn)題，但是在處理過(guò)程中涉及的數(shù)據(jù)對(duì)齊，大小端，是常見(jiàn)且十分易錯(cuò)的問(wèn)題，如上面arr字符數(shù)組，通過(guò)__align(4)強(qiáng)制定義為4字節(jié)對(duì)齊是必要的，這里可以保證后續(xù)轉(zhuǎn)換成int指針訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，不會(huì)觸發(fā)非對(duì)齊訪(fǎng)問(wèn)異常，如果沒(méi)有強(qiáng)制定義，char默認(rèn)是1字節(jié)對(duì)齊的，當(dāng)然這并不就是一定觸發(fā)異常(由整個(gè)內(nèi)存的布局決定arr的地址，也與實(shí)際使用的空間是否支持非對(duì)齊訪(fǎng)問(wèn)有關(guān)，如部分SDRAM使用非對(duì)齊訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，會(huì)觸發(fā)異常), 這就導(dǎo)致可能增減其它變量，就可能觸發(fā)這種異常，而出異常的地方往往和添加的變量毫無(wú)關(guān)系，而且代碼在某些平臺(tái)運(yùn)行正常，切換平臺(tái)后觸發(fā)異常，這種隱蔽的現(xiàn)象是嵌入式中很難查找解決的問(wèn)題。另外，C語(yǔ)言指針還有特殊的用法就是通過(guò)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換給特定的物理地址訪(fǎng)問(wèn)，通過(guò)函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)回調(diào)，如下：
#include 


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
", func_ptr(1, 2));
}
? ??這里說(shuō)明下，volatile易變的，可變的，一般用于以下幾種狀況

	并行設(shè)備的硬件寄存器，如：狀態(tài)寄存器）

	一個(gè)中斷服務(wù)子程序中會(huì)訪(fǎng)問(wèn)到的非自動(dòng)變量（Non-automatic variables)

	多線(xiàn)程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量

	volatile可以解決用戶(hù)模式和異常中斷訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)變量時(shí)，出現(xiàn)的不同步問(wèn)題，另外在訪(fǎng)問(wèn)硬件地址時(shí)，volatile也阻止對(duì)地址訪(fǎng)問(wèn)的優(yōu)化，從而確保訪(fǎng)問(wèn)的實(shí)際的地址，精通volatile的運(yùn)用，在嵌入式底層中十分重要，也是嵌入式C從業(yè)者的基本要求之一。函數(shù)指針在一般嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)中并不常見(jiàn)，但對(duì)許多重要的實(shí)現(xiàn)如異步回調(diào)，驅(qū)動(dòng)模塊，使用函數(shù)指針就可以利用簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)很多應(yīng)用，當(dāng)然我這里只能說(shuō)是拋磚引玉，許多細(xì)節(jié)知識(shí)是值得詳細(xì)去了解掌握的。 結(jié)構(gòu)類(lèi)型和對(duì)齊 ??? C語(yǔ)言提供自定義數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)描述一類(lèi)具有相同特征點(diǎn)的事務(wù)，主要支持的有結(jié)構(gòu)體，枚舉和聯(lián)合體。其中枚舉通過(guò)別名限制數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)，可以讓數(shù)據(jù)更直觀，易讀，實(shí)現(xiàn)如下：
typedef?enum?{spring=1,?summer,?autumn,?winter?}season;
season s1 = summer;
? ??聯(lián)合體的是能在同一個(gè)存儲(chǔ)空間里存儲(chǔ)不同類(lèi)型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，對(duì)于聯(lián)合體的占用空間，則是以其中占用空間最大的變量為準(zhǔn)，如下：
typedef union{     
  char c;     
  short s;     
  int i; 
}UNION_VAL;


UNION_VAL val; 
int main(void) 
{     
  printf("addr:0x%x, 0x%x, 0x%x
",            
         (int)(&(val.c)), (int)(&(val.s)), (int)(&(val.i)));     
  val.i = 0x12345678;     
  if(val.s == 0x5678)         
    printf("小端模式
");       
  else         
    printf("大端模式
");     
} 
/*
addr:0x407970, 0x407970, 0x407970 
小端模式
*/
? ? 聯(lián)合體的用途主要通過(guò)共享內(nèi)存地址的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)部段的訪(fǎng)問(wèn)，這在解析某些變量時(shí)，提供了更為簡(jiǎn)便的方式，此外測(cè)試芯片的大小端模式也是聯(lián)合體的常見(jiàn)應(yīng)用，當(dāng)然利用指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，也能實(shí)現(xiàn)該目的,實(shí)現(xiàn)如下：
int data = 0x12345678; 
short *pdata = (short *)&data; 
if(*pdata = 0x5678)     
  printf("%s
", "小端模式"); 
else   
  printf("%s
", "大端模式");
? ? 可以看出使用聯(lián)合體在某些情況下可以避免對(duì)指針的濫用。結(jié)構(gòu)體則是將具有共通特征的變量組成的集合，比起C++的類(lèi)來(lái)說(shuō)，它沒(méi)有安全訪(fǎng)問(wèn)的限制，不支持直接內(nèi)部帶函數(shù)，但通過(guò)自定義數(shù)據(jù)類(lèi)型，函數(shù)指針，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)很多類(lèi)似于類(lèi)的操作，對(duì)于大部分嵌入式項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)化處理數(shù)據(jù)對(duì)于優(yōu)化整體架構(gòu)以及后期維護(hù)大有便利。 ??? C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)體支持指針和變量的方式訪(fǎng)問(wèn)，通過(guò)轉(zhuǎn)換可以解析任意內(nèi)存的數(shù)據(jù)，如我們之前提到的通過(guò)指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)換解析協(xié)議。另外通過(guò)將數(shù)據(jù)和函數(shù)指針打包，在通過(guò)指針傳遞，是實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)層實(shí)接口切換的重要基礎(chǔ)，有著重要的實(shí)踐意義，另外基于位域，聯(lián)合體，結(jié)構(gòu)體，可以實(shí)現(xiàn)另一種位操作，這對(duì)于封裝底層硬件寄存器具有重要意義。通過(guò)聯(lián)合體和位域操作，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)bit的訪(fǎng)問(wèn)，這在寄存器以及內(nèi)存受限的平臺(tái)，提供了簡(jiǎn)便且直觀的處理方式，另外對(duì)于結(jié)構(gòu)體的另一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)就是對(duì)齊了，通過(guò)對(duì)齊訪(fǎng)問(wèn)，可以大幅度提高運(yùn)行效率，但是因?yàn)閷?duì)齊引入的存儲(chǔ)長(zhǎng)度問(wèn)題，也是容易出錯(cuò)的問(wèn)題，對(duì)于對(duì)齊的理解，可以分類(lèi)為如下說(shuō)明。

	基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類(lèi)型：以默認(rèn)的的長(zhǎng)度對(duì)齊，如char以1字節(jié)對(duì)齊，short以2字節(jié)對(duì)齊等

	數(shù)組 ：按照基本數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)齊，第一個(gè)對(duì)齊了后面的自然也就對(duì)齊了。

	聯(lián)合體 ：按其包含的長(zhǎng)度最大的數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)齊。

	結(jié)構(gòu)體：結(jié)構(gòu)體中每個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型都要對(duì)齊，結(jié)構(gòu)體本身以?xún)?nèi)部最大數(shù)據(jù)類(lèi)型長(zhǎng)度對(duì)齊

	???其中union聯(lián)合體的大小與內(nèi)部最大的變量int一致，為4字節(jié)，根據(jù)讀取的值，就知道實(shí)際內(nèi)存布局和填充的位置是一致，事實(shí)上學(xué)會(huì)通過(guò)填充來(lái)理解C語(yǔ)言的對(duì)齊機(jī)制，是有效且快捷的方式。 預(yù)處理機(jī)制 ??? C語(yǔ)言提供了豐富的預(yù)處理機(jī)制，方便了跨平臺(tái)的代碼的實(shí)現(xiàn)，此外C語(yǔ)言通過(guò)宏機(jī)制實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)和代碼塊替換，字符串格式化，代碼段切換，對(duì)于工程應(yīng)用具有重要意義，下面按照功能需求，描述在C語(yǔ)言運(yùn)用中的常用預(yù)處理機(jī)制。 ????#include 包含文件命令，在C語(yǔ)言中，它執(zhí)行的效果是將包含文件中的所有內(nèi)容插入到當(dāng)前位置，這不只包含頭文件，一些參數(shù)文件，配置文件，也可以使用該文件插入到當(dāng)前代碼的指定位置。其中<>和""分別表示從標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)路徑還是用戶(hù)自定義路徑開(kāi)始檢索。 ????#define宏定義，常見(jiàn)的用法包含定義常量或者代碼段別名，當(dāng)然某些情況下配合##格式化字符串，可以實(shí)現(xiàn)接口的統(tǒng)一化處理，實(shí)例如下：
#define MAX_SIZE  10
#define MODULE_ON  1
#define ERROR_LOOP() do{
                     printf("error loop
");
                   }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條件選擇判斷，條件選擇主要用于切換代碼塊，這種綜合性項(xiàng)目和跨平臺(tái)項(xiàng)目中為了滿(mǎn)足多種情況下的需求往往會(huì)被使用。 ????#undef 取消定義的參數(shù)，避免重定義問(wèn)題。 ????#error，#warning用于用戶(hù)自定義的告警信息，配合#if，#ifdef使用，可以限制錯(cuò)誤的預(yù)定義配置。 ????#pragma 帶參數(shù)的預(yù)定義處理，常見(jiàn)的#pragma pack(1), 不過(guò)使用后會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的整個(gè)文件都以設(shè)置的字節(jié)對(duì)齊，配合push和pop可以解決這種問(wèn)題，代碼如下：
#pragma pack(push)
#pragma pack(1)
struct TestA
{
char i;
int b;
}A;
#pragma pack(pop); //注意要調(diào)用pop，否則會(huì)導(dǎo)致后續(xù)文件都以pack定義值對(duì)齊，執(zhí)行不符合預(yù)期
//等同于
struct _TestB{
char i;
int b;
 }__attribute__((packed))A;
? 總結(jié) ?

	????嵌入式C語(yǔ)言在處理硬件物理地址、位操作、內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)方面都給予開(kāi)發(fā)者了充分的自由。通過(guò)數(shù)組，指針以及強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的技巧，可以有效減少數(shù)據(jù)處理中的復(fù)制過(guò)程，這對(duì)于底層是必要的，也方便了整個(gè)架構(gòu)的開(kāi)發(fā)。對(duì)于任何嵌入式C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的從業(yè)者，清晰的掌握這些基礎(chǔ)的知識(shí)是必要的。

	編輯：黃飛

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