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
? ? 對于數(shù)組來說，一般從0開始獲取值，以length-1作為結(jié)束，通過[0, length)半開半閉區(qū)間訪問，這一般不會出問題，但是某些時候，我們需要倒著讀取數(shù)組時，有可能錯誤的將length作為起始點，從而導(dǎo)致訪問越界，另外在操作數(shù)組時，有時為了節(jié)省空間，將訪問的下標變量i定義為unsigned char類型，而C語言中unsigned char類型的范圍是0~255，如果數(shù)組較大，會導(dǎo)致數(shù)組超過時無法截止，從而陷入死循環(huán)，這種在最初代碼構(gòu)建時很容易避免，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位平臺為4字節(jié)，64位為8字節(jié)，而指針的加減運算中的長度又與它的類型相關(guān)，如char類型為1，int類型為4，如果你仔細觀察上面的代碼就會發(fā)現(xiàn)par的值增加了8，這是因為指向指針的指針，對應(yīng)的變量是指針，也就是長度就是指針類型的長度，在64位平臺下為8，如果在32位平臺則為4，這些知識理解起來并不困難，但是這些特性在工程運用中稍有不慎，就會埋下不易察覺的問題。另外指針還支持強制轉(zhuǎn)換，這在某些情況下相當有用，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
? ? 基于指針的強制轉(zhuǎn)換，在協(xié)議解析，數(shù)據(jù)存儲管理中高效快捷的解決了數(shù)據(jù)解析的問題，但是在處理過程中涉及的數(shù)據(jù)對齊，大小端，是常見且十分易錯的問題，如上面arr字符數(shù)組，通過__align(4)強制定義為4字節(jié)對齊是必要的，這里可以保證后續(xù)轉(zhuǎn)換成int指針訪問時，不會觸發(fā)非對齊訪問異常，如果沒有強制定義，char默認是1字節(jié)對齊的，當然這并不就是一定觸發(fā)異常(由整個內(nèi)存的布局決定arr的地址，也與實際使用的空間是否支持非對齊訪問有關(guān)，如部分SDRAM使用非對齊訪問時，會觸發(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關(guān)系，而且代碼在某些平臺運行正常，切換平臺后觸發(fā)異常，這種隱蔽的現(xiàn)象是嵌入式中很難查找解決的問題。另外，C語言指針還有特殊的用法就是通過強制轉(zhuǎn)換給特定的物理地址訪問，通過函數(shù)指針實現(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）

	一個中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量（Non-automatic variables)

	多線程應(yīng)用中被幾個任務(wù)共享的變量

	volatile可以解決用戶模式和異常中斷訪問同一個變量時，出現(xiàn)的不同步問題，另外在訪問硬件地址時，volatile也阻止對地址訪問的優(yōu)化，從而確保訪問的實際的地址，精通volatile的運用，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發(fā)中并不常見，但對許多重要的實現(xiàn)如異步回調(diào)，驅(qū)動模塊，使用函數(shù)指針就可以利用簡單的方式實現(xiàn)很多應(yīng)用，當然我這里只能說是拋磚引玉，許多細節(jié)知識是值得詳細去了解掌握的。 結(jié)構(gòu)類型和對齊 ??? C語言提供自定義數(shù)據(jù)類型來描述一類具有相同特征點的事務(wù)，主要支持的有結(jié)構(gòu)體，枚舉和聯(lián)合體。其中枚舉通過別名限制數(shù)據(jù)的訪問，可以讓數(shù)據(jù)更直觀，易讀，實現(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存儲空間里存儲不同類型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型，對于聯(lián)合體的占用空間，則是以其中占用空間最大的變量為準，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共享內(nèi)存地址的方式，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)內(nèi)部段的訪問，這在解析某些變量時，提供了更為簡便的方式，此外測試芯片的大小端模式也是聯(lián)合體的常見應(yīng)用，當然利用指針強制轉(zhuǎn)換，也能實現(xiàn)該目的,實現(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++的類來說，它沒有安全訪問的限制，不支持直接內(nèi)部帶函數(shù)，但通過自定義數(shù)據(jù)類型，函數(shù)指針，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)很多類似于類的操作，對于大部分嵌入式項目來說，結(jié)構(gòu)化處理數(shù)據(jù)對于優(yōu)化整體架構(gòu)以及后期維護大有便利。 ??? C語言的結(jié)構(gòu)體支持指針和變量的方式訪問，通過轉(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指針強制轉(zhuǎn)換解析協(xié)議。另外通過將數(shù)據(jù)和函數(shù)指針打包，在通過指針傳遞，是實現(xiàn)驅(qū)動層實接口切換的重要基礎(chǔ)，有著重要的實踐意義，另外基于位域，聯(lián)合體，結(jié)構(gòu)體，可以實現(xiàn)另一種位操作，這對于封裝底層硬件寄存器具有重要意義。通過聯(lián)合體和位域操作，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)內(nèi)bit的訪問，這在寄存器以及內(nèi)存受限的平臺，提供了簡便且直觀的處理方式，另外對于結(jié)構(gòu)體的另一個重要知識點就是對齊了，通過對齊訪問，可以大幅度提高運行效率，但是因為對齊引入的存儲長度問題，也是容易出錯的問題，對于對齊的理解，可以分類為如下說明。

	基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型：以默認的的長度對齊，如char以1字節(jié)對齊，short以2字節(jié)對齊等

	數(shù)組 ：按照基本數(shù)據(jù)類型對齊，第一個對齊了后面的自然也就對齊了。

	聯(lián)合體 ：按其包含的長度最大的數(shù)據(jù)類型對齊。

	結(jié)構(gòu)體：結(jié)構(gòu)體中每個數(shù)據(jù)類型都要對齊，結(jié)構(gòu)體本身以內(nèi)部最大數(shù)據(jù)類型長度對齊

	???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，就知道實際內(nèi)存布局和填充的位置是一致，事實上學(xué)會通過填充來理解C語言的對齊機制，是有效且快捷的方式。 預(yù)處理機制 ??? C語言提供了豐富的預(yù)處理機制，方便了跨平臺的代碼的實現(xiàn)，此外C語言通過宏機制實現(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語言運用中的常用預(yù)處理機制。 ????#include 包含文件命令，在C語言中，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前代碼的指定位置。其中<>和""分別表示從標準庫路徑還是用戶自定義路徑開始檢索。 ????#define宏定義，常見的用法包含定義常量或者代碼段別名，當然某些情況下配合##格式化字符串，可以實現(xiàn)接口的統(tǒng)一化處理，實例如下：
#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，這種綜合性項目和跨平臺項目中為了滿足多種情況下的需求往往會被使用。 ????#undef 取消定義的參數(shù)，避免重定義問題。 ????#error，#warning用于用戶自定義的告警信息，配合#if，#ifdef使用，可以限制錯誤的預(yù)定義配置。 ????#pragma 帶參數(shù)的預(yù)定義處理，常見的#pragma pack(1), 不過使用后會導(dǎo)致后續(xù)的整個文件都以設(shè)置的字節(jié)對齊，配合push和pop可以解決這種問題，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，否則會導(dǎo)致后續(xù)文件都以pack定義值對齊，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語言在處理硬件物理地址、位操作、內(nèi)存訪問方面都給予開發(fā)者了充分的自由。通過數(shù)組，指針以及強制轉(zhuǎn)換的技巧，可以有效減少數(shù)據(jù)處理中的復(fù)制過程，這對于底層是必要的，也方便了整個架構(gòu)的開發(fā)。對于任何嵌入式C語言開發(fā)的從業(yè)者，清晰的掌握這些基礎(chǔ)的知識是必要的。

	編輯：黃飛

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