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摘要:
本文旨在向年輕的嵌入式軟件工程師們介紹如何在裸機環(huán)境下編寫優(yōu)質嵌入式C程序。首先分析了C語言的陷阱和缺陷,對容易犯錯的地方進行歸納整理;分析了編譯器語義檢查的不足之處并給出防范措施,以Keil MDK編譯器為例,介紹了該編譯器的特性、對未定義行為的處理以及一些高級應用。
1. 簡介
市面上介紹C語言以及編程方法的書數(shù)目繁多,但對如何編寫優(yōu)質嵌入式C程序卻鮮有介紹,特別是對應用于
單片機、ARM7、Cortex-M3這類微控制器上的優(yōu)質C程序編寫方法幾乎是個空白。本文面向的,正是使用
單片機、ARM7、Cortex-M3這類微控制器的底層編程人員。
編寫優(yōu)質嵌入式C程序絕非易事,它跟設計者的思維和經驗積累關系密切。嵌入式C程序員不僅需要熟知硬件的特性、硬件的缺陷等,更要深入一門語言編程,不浮于表面。為了更方便的操作硬件,還需要對編譯器進行深入的了解。2. C語言特性
語言是編程的基石,C語言詭異且有種種陷阱和缺陷,需要程序員多年歷練才能達到較為完善的地步。雖然有眾多書籍、雜志、專題討論過C語言的陷阱和缺陷,但這并不影響本節(jié)再次討論它??偸怯写笈某鯇W者,前仆后繼的倒在這些陷阱和缺陷上,民用設備、工業(yè)設備甚至是航天設備都不例外。本節(jié)將結合具體例子再次審視它們,希望引起足夠重視。
深入理解C語言特性,是編寫優(yōu)質嵌入式C程序的基礎。2.1處處都是陷阱
2.1.1 無心之過
1、 =和==將比較運算符”==”誤寫成賦值運算符”=”,可能是絕大多數(shù)人都遇到過的,比如下面代碼:
if(x=5)???
{???
????//其它代碼???
}
代碼的本意是比較變量x是否等于常量5,但是誤將
==
寫成了
=
,if語句恒為真。如果在邏輯判斷表達式中出現(xiàn)賦值運算符,現(xiàn)在的大多數(shù)編譯器會給出警告信息。比如keil MDK會給出警告提示:
warning: #187-D: use of "=" where"==" may have been intended
,但并非所有程序員都會注意到這類警告,因此有經驗的程序員使用下面的代碼來避免此類錯誤:
if(5=x)???
{???
????//其它代碼???
}
將常量放在變量x的左邊,即使程序員誤將
==
寫成了
=
,編譯器會產生一個任誰也不能無視的語法錯誤信息:
不可給常量賦值!2、復合賦值運算符復合賦值運算符( =、*=等等)雖然可以使表達式更加簡潔并有可能產生更高效的機器代碼,但某些復合賦值運算符也會給程序帶來隱含Bug,比如
=
容易誤寫成
=
,代碼如下:
tmp= 1;
代碼本意是想表達
tmp=tmp 1
,但是將復合賦值運算符
=
誤寫成
=
:將正整數(shù)常量1賦值給變量tmp。編譯器會欣然接受這類代碼,連警告都不會產生。如果你能在調試階段就發(fā)現(xiàn)這個Bug,真應該慶祝一下,否則這很可能會成為一個重大隱含Bug,且不易被察覺。復合賦值運算符
-=
也有類似問題存在。3、 ?其它容易誤寫
- 使用了中文標點
- 頭文件聲明語句最后忘記結束分號
- 邏輯與