1、真正深刻地認識存儲器
馮.諾伊曼說過“程序等于算法加數據結構”。首先,算法是什么?算法是通過存儲在存儲器中的程序代碼實現的。其次,數據結構又是什么?數據結構是存放在存儲器中的各種類型的數據。程序本質上就是處理器通過執行存放在存儲器中的程序代碼對存放在存儲器中的數據進行操作和變換的過程。在這個過程中除了處理器本身外,最核心的環節就是存儲器。因為不管是程序的可執行代碼還是數據都是存放在存儲器中的。撇開代碼、變量、數組、指針、結構、堆棧等這些軟件中的各個元素的表象,剩下的本質就是存儲器!因此,理解C語言的關鍵是真正理解存儲器。
每一個存儲單元都有兩個屬性:一是存儲器里面存放的內容,二是存儲器的地址。這個內容可以是代碼,也可以是數據,甚至是另一個存儲單元的地址(這個時候往往我們稱這個存儲單元放的是一個指針)。
嵌入式軟件開發的 一個非常重要的特點就是交叉編譯,也就是開發工具運行的環境和被調試的程序不是運行在同一個硬件平臺(處理器)上的。一般而言編譯器、匯編器、鏈接器等工具鏈軟件以及調試工具都運行在通用的PC機平臺上;調試工具通過一定的通信手段將鏈接器輸出的可執行文件下載到嵌入式系統開發板(一般稱為目標系統)的存儲器中,并通過一定的機制控制和觀測目標系統的寄存器、存儲器等。這個開發過程往往需要使用多種不同的工具,對此初學者很容易感到困惑。只有真正理解開發過程中各個環節的作用,才能對嵌入式系統C編程有深入的認識。
另一個問題是,雖然C語言是一門高級語言,但是想真正用好C語言,程序員必須對編程過程中所使用的工具非常了解,清楚地知道每個工具的作用以及這些工具與硬件平臺的相互關系。比如:編譯器是如何處理全局變量和全局數組的?對于全局變量的處理與局部變量有什么不同?編譯器是如何利用堆棧進行傳遞參數的?又比如:C語言的編譯器、鏈接器是如何處理一個項目中多個C文件之間的相互依賴關系的?鏈接器最終是如何生成可執行文件的?可執行文件的內存映像又是如何安排的?這些問題初看起來似乎與C編程本身沒有什么關系,但因為在嵌入式軟件的開發過程中程序員要經常直接和底層的設備與工具打交道,所以一個嵌入式軟件的程序員應該對這些問題了如指掌。
3、認識和掌握C語言中的常見陷阱
C語言不是一門面向初學者的編程語言,C語言發明者的初衷是希望設計一種面向編譯器和操作系統設計的高級語言,因此C語言中充滿了各種各樣對于初學者而言的陷阱。這些陷阱一方面來自于C語法本身的靈活性,另一方面來自于C對存儲器邊界的不檢查,因此非常容易在代碼中造成存儲器越界訪問的問題。在C語言中,最容易出錯的地方是與存儲器相關的內存訪問越界以及內存泄漏的問題,C語言的使用者必須非常小心地規避這些陷阱。
4、掌握C語言程序設計過程中的調試方法
任何程序在編寫的過程中都需要調試,尤其對于比較復雜的系統更是如此。面對程序編寫過程中出現的問題,比較現實的問題應該是如何在最短的時間內發現程序錯誤的根源,修改這個錯誤,并且吸取教訓爭取在以后的程序中不再犯同樣的錯誤。在這個環節中最重要也是最需要技巧的工作就是找到問題的根源。雖然很少有相關的參考書介紹這方面的內容,但事實上,程序的調試是有一定的方法和技巧的。
責任編輯:haq
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原文標題:如何學好嵌入式系統中的C語言編程
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