數(shù)組vs.動態(tài)申請

　　在嵌入式系統(tǒng)中動態(tài)內(nèi)存申請存在比一般系統(tǒng)編程時(shí)更嚴(yán)格的要求，這是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)的內(nèi)存空間往往是十分有限的，不經(jīng)意的內(nèi)存泄露會很快導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。

　　所以一定要保證你的malloc和free成對出現(xiàn)，如果你寫出這樣的一段程序：

　　char * （void）

　　{

　　char *p;

　　p = （char *）malloc（…）;

　　if（p==NULL）

　　…;

　　… /* 一系列針對p的操作 */

　　return p;

　　}

　　在某處調(diào)用（），用完中動態(tài)申請的內(nèi)存后將其free，如下：

　　char *q = （）;

　　…

　　free（q）;

　　上述代碼明顯是不合理的，因?yàn)檫`反了malloc和free成對出現(xiàn)的原則，即“誰申請，就由誰釋放”原則。不滿足這個(gè)原則，會導(dǎo)致代碼的耦合度增大，因?yàn)橛脩粼谡{(diào)用函數(shù)時(shí)需要知道其內(nèi)部細(xì)節(jié)！

　　正確的做法是在調(diào)用處申請內(nèi)存，并傳入函數(shù)，如下：

　　char *p=malloc（…）;

　　if（p==NULL）

　　…;

　　（p）;

　　…

　　free（p）;

　　p=NULL;

　　而函數(shù)則接收參數(shù)p，如下：

　　void （char *p）

　　{

　　… /* 一系列針對p的操作 */

　　}

　　基本上，動態(tài)申請內(nèi)存方式可以用較大的數(shù)組替換。對于編程新手，筆者推薦你盡量采用數(shù)組！嵌入式系統(tǒng)可以以博大的胸襟接收瑕疵，而無法“海納”錯(cuò)誤。畢竟，以最笨的方式苦練神功的郭靖勝過機(jī)智聰明卻范政治錯(cuò)誤走反革命道路的楊康。

　　給出原則：

　　（1）盡可能的選用數(shù)組，數(shù)組不能越界訪問（真理越過一步就是謬誤，數(shù)組越過界限就光榮地成全了一個(gè)混亂的嵌入式系統(tǒng)）；

　　（2）如果使用動態(tài)申請，則申請后一定要判斷是否申請成功了，并且malloc和free應(yīng)成對出現(xiàn)！

　　在嵌入式系統(tǒng)的編程中，常常要求在特定的內(nèi)存單元讀寫內(nèi)容，匯編有對應(yīng)的MOV指令，而除C/C++以外的其它編程語言基本沒有直接訪問絕對地址的能力

　　關(guān)鍵字const

　　const意味著“只讀”。區(qū)別如下代碼的功能非常重要，也是老生長嘆，如果你還不知道它們的區(qū)別，而且已經(jīng)在程序界摸爬滾打多年，那只能說這是一個(gè)悲哀：

　　const int a;

　　int const a;

　　const int *a;

　　int * const a;

　　int const * a const;

　　（1） 關(guān)鍵字const的作用是為給讀你代碼的人傳達(dá)非常有用的信息。例如，在函數(shù)的形參前添加const關(guān)鍵字意味著這個(gè)參數(shù)在函數(shù)體內(nèi)不會被修改，屬于“輸入?yún)?shù)”。在有多個(gè)形參的時(shí)候，函數(shù)的調(diào)用者可以憑借參數(shù)前是否有const關(guān)鍵字，清晰的辨別哪些是輸入?yún)?shù)，哪些是可能的輸出參數(shù)。

　　（2）合理地使用關(guān)鍵字const可以使編譯器很自然地保護(hù)那些不希望被改變的參數(shù)，防止其被無意的代碼修改，這樣可以減少bug的出現(xiàn)。

　　const在C++語言中則包含了更豐富的含義，而在C語言中僅意味著：“只能讀的普通變量”，可以稱其為“不能改變的變量”（這個(gè)說法似乎很拗口，但卻最準(zhǔn)確的表達(dá)了C語言中const的本質(zhì)），在編譯階段需要的常數(shù)仍然只能以#define宏定義！故在C語言中如下程序是非法的：

　　const int SIZE = 10;

　　char a［SIZE］; /* 非法：編譯階段不能用到變量 */

　　關(guān)鍵字volatile

　　C語言編譯器會對用戶書寫的代碼進(jìn)行優(yōu)化，譬如如下代碼：

　　int a，b，c;

　　a = inWord（0x100）; /*讀取I/O空間0x100端口的內(nèi)容存入a變量*/

　　b = a;

　　a = inWord （0x100）; /*再次讀取I/O空間0x100端口的內(nèi)容存入a變量*/

　　c = a;

　　很可能被編譯器優(yōu)化為：

　　int a，b，c;

　　a = inWord（0x100）; /*讀取I/O空間0x100端口的內(nèi)容存入a變量*/

　　b = a;

　　c = a;

　　但是這樣的優(yōu)化結(jié)果可能導(dǎo)致錯(cuò)誤，如果I/O空間0x100端口的內(nèi)容在執(zhí)行第一次讀操作后被其它程序?qū)懭胄轮担瑒t其實(shí)第2次讀操作讀出的內(nèi)容與第一次不同，b和c的值應(yīng)該不同。在變量a的定義前加上volatile關(guān)鍵字可以防止編譯器的類似優(yōu)化，正確的做法是：

　　volatile int a；

　　volatile變量可能用于如下幾種情況：

　　（1） 并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器，例中的代碼屬于此類）；

　　（2） 一個(gè)中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量（也就是全局變量）；

　　（3） 多線程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量。

　　CPU字長與存儲器位寬不一致處理

　　在背景篇中提到，本文特意選擇了一個(gè)與CPU字長不一致的存儲芯片，就是為了進(jìn)行本節(jié)的討論，解決CPU字長與存儲器位寬不一致的情況。80186的字長為16，而NVRAM的位寬為8，在這種情況下，我們需要為NVRAM提供讀寫字節(jié)、字的接口，如下：

　　typedef unsigned char BYTE;

　　typedef unsigned int WORD;

　　/* 函數(shù)功能：讀NVRAM中字節(jié)

　　* 參數(shù)：wOffset，讀取位置相對NVRAM基地址的偏移

　　* 返回：讀取到的字節(jié)值

　　*/

　　extern BYTE ReadByteNVRAM（WORD wOffset）

　　{

　　LPBYTE lpAddr = （BYTE*）（NVRAM + wOffset * 2）; /* 為什么偏移要×2？ */

　　return *lpAddr;

　　}

　　/* 函數(shù)功能：讀NVRAM中字

　　* 參數(shù)：wOffset，讀取位置相對NVRAM基地址的偏移

　　* 返回：讀取到的字

　　*/

　　extern WORD ReadWordNVRAM（WORD wOffset）

　　{

　　WORD wTmp = 0;

　　LPBYTE lpAddr;

　　/* 讀取高位字節(jié) */

　　lpAddr = （BYTE*）（NVRAM + wOffset * 2）; /* 為什么偏移要×2？ */

　　wTmp += （*lpAddr）*256;

　　/* 讀取低位字節(jié) */

　　lpAddr = （BYTE*）（NVRAM + （wOffset +1） * 2）; /* 為什么偏移要×2？ */

　　wTmp += *lpAddr;

　　return wTmp;

　　}

　　/* 函數(shù)功能：向NVRAM中寫一個(gè)字節(jié)

　　*參數(shù)：wOffset，寫入位置相對NVRAM基地址的偏移

　　* byData，欲寫入的字節(jié)

　　*/

　　extern void WriteByteNVRAM（WORD wOffset， BYTE byData）

　　{

　　…

　　}

　　/* 函數(shù)功能：向NVRAM中寫一個(gè)字 */

　　*參數(shù)：wOffset，寫入位置相對NVRAM基地址的偏移

　　* wData，欲寫入的字

　　*/

　　extern void WriteWordNVRAM（WORD wOffset， WORD wData）

　　{

　　…

　　}

　　子貢問曰：Why偏移要乘以2？

　　子曰：請看圖1，16位80186與8位NVRAM之間互連只能以地址線A1對其A0，CPU本身的A0與NVRAM不連接。因此，NVRAM的地址只能是偶數(shù)地址，故每次以0x10為單位前進(jìn)！

　　子貢再問：So why 80186的地址線A0不與NVRAM的A0連接？

　　子曰：請看《IT論語》之《微機(jī)原理篇》，那里面講述了關(guān)于計(jì)算機(jī)組成的圣人之道。

　　總結(jié)

　　本篇主要講述了嵌入式系統(tǒng)C編程中內(nèi)存操作的相關(guān)技巧。掌握并深入理解關(guān)于數(shù)據(jù)指針、函數(shù)指針、動態(tài)申請內(nèi)存、const及volatile關(guān)鍵字等的相關(guān)知識，是一個(gè)優(yōu)秀的C語言程序設(shè)計(jì)師的基本要求。當(dāng)我們已經(jīng)牢固掌握了上述技巧后，我們就已經(jīng)學(xué)會了C語言的99%，因?yàn)镃語言最精華的內(nèi)涵皆在內(nèi)存操作中體現(xiàn)。

　　我們之所以在嵌入式系統(tǒng)中使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，99%是因?yàn)槠鋸?qiáng)大的內(nèi)存操作能力！

　　如果你愛編程，請你愛C語言；

　　如果你愛C語言，請你愛指針；

　　如果你愛指針，請你愛指針的指針！

　　C語言嵌入式系統(tǒng)編程注意事項(xiàng)之屏幕操作

　　現(xiàn)在要解決的問題是，嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要使用的并非是完整的漢字庫，往往只是需要提供數(shù)量有限的漢字供必要的顯示功能

　　漢字處理

　　現(xiàn)在要解決的問題是，嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要使用的并非是完整的漢字庫，往往只是需要提供數(shù)量有限的漢字供必要的顯示功能。例如，一個(gè)微波爐的LCD上沒有必要提供顯示“電子郵件”的功能；一個(gè)提供漢字顯示功能的空調(diào)的LCD上不需要顯示一條“短消息”，諸如此類。但是一部手機(jī)、小靈通則通常需要包括較完整的漢字庫。

　　如果包括的漢字庫較完整，那么，由內(nèi)碼計(jì)算出漢字字模在庫中的偏移是十分簡單的：漢字庫是按照區(qū)位的順序排列的，前一個(gè)字節(jié)為該漢字的區(qū)號，后一個(gè)字節(jié)為該字的位號。每一個(gè)區(qū)記錄94個(gè)漢字，位號則為該字在該區(qū)中的位置。因此，漢字在漢字庫中的具體位置計(jì)算公式為：94*（區(qū)號-1）+位號-1。減1是因?yàn)閿?shù)組是以0為開始而區(qū)號位號是以1為開始的。只需乘上一個(gè)漢字字模占用的字節(jié)數(shù)即可，即：（94*（區(qū)號-1）+位號-1）*一個(gè)漢字字模占用字節(jié)數(shù)，以16*16點(diǎn)陣字庫為例，計(jì)算公式則為：（94*（區(qū)號-1）+（位號-1））*32。漢字庫中從該位置起的32字節(jié)信息記錄了該字的字模信息。

　　對于包含較完整漢字庫的系統(tǒng)而言，我們可以以上述規(guī)則計(jì)算字模的位置。但是如果僅僅是提供少量漢字呢？譬如幾十至幾百個(gè)？最好的做法是：

　　定義宏：

　　# define EX_FONT_CHAR（）

　　# define EX_FONT_UNICODE_VAL（） （），

　　# define EX_FONT_ANSI_VAL（） （），

　　定義結(jié)構(gòu)體：

　　typedef struct _wide_unicode_font16x16

　　{

　　WORD ; /* 內(nèi)碼 */

　　BYTE data［32］; /* 字模點(diǎn)陣 */

　　}Unicode;

　　#define CHINESE_CHAR_NUM … /* 漢字?jǐn)?shù)量 */