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嵌入式C语言概述,变量定义的时机,for （loop=1；loop=limit；loop+） for （loop=limit；loop!=0；loop-）,目录,任务和模块 中断服务程序 数据指针 数据指针 函数指针 动态内存申请 关键字volatile,多任务还是单任务,（1）从CPU复位时的指定地址开始执行； （2）跳转至汇编代码startup处执行； （3）跳转至用户主程序main执行，在main中完成： a.初试化各硬件设备； b.初始化各软件模块； c.进入死循环（无限循环），调用各模块的处理函数,模块划分,（1） 模块即是一个.c文件和一个.h文件的结合，头文件(.h)中是对于该模块接口的声明； （2） 某模块提供给其它模块调用的外部函数及数据需在.h中文件中冠以extern关键字声明； （3） 模块内的函数和全局变量需在.c文件开头冠以static关键字声明； （4） 永远不要在.h文件中定义变量！定义变量和声明变量的区别在于定义会产生内存分配的操作,一个嵌入式系统通常包括两类模块： （1）硬件驱动模块，一种特定硬件对应一个模块； （2）软件功能模块，其模块的划分应满足低偶合、高内聚的要求,中断服务程序,_interrupt、#program interrupt等,中断服务程序需要满足如下要求： (1)不能返回值； (2)不能向ISR传递参数； (3) ISR应该尽可能的短小精悍； (4) printf(char * lpFormatString,)函数会带来重入和性能问题，不能在ISR中采用。,一个硬件驱动模块通常应包括如下函数： （1）中断服务程序ISR （2）硬件初始化 a.修改寄存器，设置硬件参数（如UART应设置其波特率，AD/DA设备应设置其采样速率等）； b.将中断服务程序入口地址写入中断向量表：,（3）设置CPU针对该硬件的控制线 a.如果控制线可作PIO（可编程I/O）和控制信号用，则设置CPU内部对应寄存器使其作为控制信号； b.设置CPU内部的针对该设备的中断屏蔽位，设置中断方式（电平触发还是边缘触发）。 （4）提供一系列针对该设备的操作接口函数。例如，对于LCD，其驱动模块应提供绘制像素、画线、绘制矩阵、显示字符点阵等函数；而对于实时钟，其驱动模块则需提供获取时间、设置时间等函数。,数据指针,函数指针,数组vs.动态申请,在嵌入式系统中动态内存申请存在比一般系统编程时更严格的要求，这是因为嵌入式系统的内存空间往往是十分有限的，不经意的内存泄露会很快导致系统的崩溃。 所以一定要保证你的malloc和free成对出现，,谁申请，就由谁释放,而函数function则接收参数p，如下：,关键字volatile,volatile变量可能用于如下几种情况： (1) 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器，例中的代码属于此类）； (2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(也就是全局变量)； (3) 多线程应用中被几个任务共享的变量。,1 使用宏定义 在C语言中，宏是产生内嵌代码的唯一方法。,#define MIN(A,B) （A）= (B) ? (A) : (B) ) /为什么使用宏，不用函数？,2 使用寄存器变量,register是一个“建议“型关键字,3 内嵌汇编,_asm ,其它常用手段,4 利用硬件特性 CPU内部RAM 外部同步RAM 外部异步RAM FLASH/ROM,5 活用位操作,/* 方法1 */ int i,j; i = 879 / 16; j = 562 % 32; /* 方法2 */ int i, j; i = 879 4; j = 562 - (562 5 5);,#define INT_I2_MASK 0x0040 wTemp = inword(INT_MASK); outword(INT_MASK, wTemp ,其它常见问题,汉字和图形的显示 菜单的处理 动画的处理 键盘的处理 时间的处理,II ARM中C和汇编混合编程,1.汇编举例 2.ARM程序组织 3.在C语言中内嵌汇编 5 在C中调用汇编的函数 4.在汇编中使用C定义的全局变量 6.在汇编中调用C的函数,AREA init,CODE,READONLY CODE32 Mode_USR EQU 0x10 ;CPSR中各种处理器模式对应的控制位 I_Bit EQU 0x80 ;CPSR中的中断禁止位 F_Bit EQU 0x40 USR_Stack EQU 0x00203000 ;定义RAM的最高地址,无重映射 ENTRY B InitReset ; 0x00 Reset handler undefvec B undefvec ; 0x04 Undefined Instruction swivec B swivec ; 0x08 Software Interrupt pabtvec B pabtvec ; 0x0C Prefetch Abort dabtvec B dabtvec ; 0x10 Data Abort rsvdvec B rsvdvec ; 0x14 reserved irqvec B irqvec ; 0x18 IRQ fiqvec B fiqvec ; 0x1c FIQ,InitReset MSR CPSR_c,#Mode_USR | I_Bit | F_Bit ;改成用户模式且禁止IRQ和FIQ中断 LDR SP,=USR_Stack BLX _main ;跳转到_main执行，它,例2,3.在C语言中内嵌汇编,内嵌汇编使用的标记是 _asm或者asm关键字，用法如下： _asm instruction ; instruction instruction asm(“instruction ; instruction”);,内嵌汇编注意点,a. 不能直接向PC寄存器赋值，程序跳转要使用B或者BL指令 b. 在使用物理寄存器时，不要使用过于复杂的C表达式，避免物理寄存器冲突 c. R12和R13可能被编译器用来存放中间编译结果，计算表达式值时可能将R0到R3、R12及R14用于子程序调用，因此要避免直接使用这些物理寄存器 d. 一般不要直接指定物理寄存器，而让编译器进行分配,#include void my_strcpy(const char *src, char *dest) char ch; _asm loop: ldrb ch, src, #1 strb ch, dest, #1 cmp ch, #0 bne loop int main() char *a = “forget it and move on!“; char b64; my_strcpy(a, b); printf(“original: %s“, a); printf(“copyed: %s“, b); return 0; ,内嵌汇编举例,C和汇编之间的值传递是用C的指针来实现的， 因为指针对应的是地址，所以汇编中也可以访问。,4在汇编中使用C定义的全局变量,/* cfile.c * 定义全局变量，并作为主调程序 */ #include int gVar_1 = 12; extern asmDouble(void); int main() printf(“original value of gVar_1 is: %d“, gVar_1); asmDouble(); printf(“ modified value of gVar_1 is: %d“, gVar_1); return 0; ,;called by main(in C),to double an integer, a global var defined in C is used. AREA asmfile, CODE, READONLY EXPORT asmDouble IMPORT gVar_1 asmDouble ldr r0, =gVar_1 ldr r1, r0 mov r2, #2 mul r3, r1, r2 str r3, r0 mov pc, lr END,5在C中调用汇编的函数,一是在C中声明函数原型，并加extern关键字； 二是在汇编中用EXPORT导出函数名，并用该函数名作为汇编代码段的标识，最后用mov pc, lr返回。然后，就可以在C中使用该函数了,例：在C中调用汇编的函数,/* cfile.c * in C,call an asm function, asm_strcpy * Sep 9, 2004 */ #include extern void asm_strcpy(const char *src, char *dest); int main() const char *s = “seasons in the sun“; char d32; asm_strcpy(s, d); printf(“source: %s“, s); printf(“ destination: %s“,d); return 0; ,;asm function implementation AREA asmfile, CODE, READONLY EXPORT asm_strcpy asm_strcpy loop ldrb r4, r0, #1 ;address increment after read cmp r4, #0 beq over strb r4, r1, #1 b loop over mov pc, lr END,ATPCS（ARM Thumb Procedure Call Standard）,C和汇编之间的参数传递是通过ATPCS（ARM Thumb Procedure Call Standard）的规定来进行的。简单的说就是如果函数有不多于四个参数，对应的用R0-R3来进行传递，多于4个时借助栈，函数的返回值通过R0来返回。,ATPCS是基于arm指令集和thumb指令集过程调用的规范。,ATPCS寄存器的使用规则,寄存器的使用必须满足下面的规则： 1. 子程序间通过寄存器R0 R3来传递参数，这时，寄存器R0R3可以记作A1-A4。被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0-R3的内容。 2. 在子程序中，使用寄存器R4 R11来保存局部变量这时，寄存器R4-R11可以记作V1-V8。如果在子程序中使用到了寄存器V1-V8中的某些寄存器，子程序进入时必须保存这些寄存器的值，在返回前必须恢复这些寄存器的值；对于子程序中没有用到的寄存器则不必进行这些操作。在Thumb程序中，通常只能使用寄存器R4-R7来保存局部变量。 3. 寄存器R12用作子程序间scratch寄存器（用于保存SP，在函数返回时使用该寄存器出栈），记作ip。在子程序间的连接代码段中常有这种使用规则。 4. 寄存器R13用作数据栈指针，记作sp。在子程序中寄存器R13不能用作其他用途。寄存器sp在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。 5. 寄存器R14称为连接寄存器，记作lr。它用于保存子程序的返回地址。如果在子程序中保存了返回地址，寄存器R14则可以用作其他用途。 6. 寄存器R15是程序计数器，记作pc。它不能用作其他用途。,6在汇编中调用C的函数,在汇编中调用C的函数，需要在汇编中IMPORT 对应的C函数名，然后将C的代码放在一个独立的C文件中进行编译，剩下的工作由连接器来处理。,例：在汇编中调用C的函数,;the details of parameters transfer comes from ATPCS ;if there are more than 4 args, stack will be used EXPORT asmfil