嵌入式C语言编程课件

NanGuanEmbeddedSystemLabSchoolofInformationScienceandEngineeringNortheasternUniversityNanGuan1Memory2005-10-7Memory2005-10-72Declaration以下涉及内容未必对所有的嵌入式系统都适用。只针对共性问题进行探讨所举例子仅为示意Declaration以下涉及内容未必对所有的嵌入式系统都适3MemoryVolatile关键字Thevolatilekeywordisatypequalifierusedtodeclarethatanobjectcanbemodifiedintheprogrambysomethingotherthanstatements,suchastheoperatingsystem,thehardware,oraconcurrentlyexecutingthread.定义存储器映射寄存器时，必须使用volatile关键字。#defineSCI_01*(volatileunsignedint*)0x5808MemoryVolatile关键字Thevolatile4MemoryObjectsdeclaredasvolatilearenotusedinoptimizationsbecausetheirvaluecanchangeatanytime.Thesystemalwaysreadsthecurrentvalueofavolatileobjectatthepointitisrequested,evenifthepreviousinstructionaskedforavaluefromthesameobject.Also,thevalueoftheobjectiswrittenimmediatelyonassignment.While(SCI_01==0)；tempVarInt=RXBUF；MemoryObjectsdeclaredasvola5MemoryO

main(void)

{

while

(1)

{

if

(i)

dosomething();

}

}

/*

Interrupt

service

routine.

*/

interruptvoid

ISR_2(void)

{i=1;}MemoryOneuseofthevolatile6Memory栈和堆C语言中的存储区域：1.全局变量区：程序开始分配，程序结束释放2.常量区：程序开始分配，程序结束释放3.堆：程序员分配释放4.栈：编译器自动分配释放Memory栈和堆7Memoryinta=0;//全局初始化区

char*p1;//全局未初始化区

main()

{

intb;//栈

chars[]="abc";//栈

char*p2;//栈

char*p3="123456";//123456\0在常量区，p3在栈上。

staticintc=0；//全局（静态）初始化区

p1=(char*)malloc(10);

p2=(char*)malloc(20);

//分配得来得10和20字节的区域在堆区。

strcpy(p1,"123456");

//123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块。

}Memoryinta=0;//全局初始化区

cha8Memory栈是系统提供的数据结构，是C程序运行的基础任何系统都提供栈指针寄存器通过栈实现程序跳转等基本程序操作一个未经任何初始化的程序main(){… subFunc(i);}执行时会出现问题？？？Memory栈是系统提供的数据结构，是C程序运行的基础9Memory硬件堆栈与软件堆栈硬件堆栈当CPU进入子程序或进入中断服务程序时，返回地址被自动压入硬件堆栈软件堆栈函数的参数是通过软件堆栈传递的,函数的出口地址存放在软件堆栈里,函数用到的局部变量也是在软件堆栈里分配的.都是必须的Memory硬件堆栈与软件堆栈都是必须的10MemoryPOP&PUSHPUSH把累加器的内容复制到堆栈顶部POP指令把堆栈顶部的数值复制到累加器POPD&PSHDPSHD把数据存储器的值压入软件堆栈顶部POPD指令把数值从软件堆栈顶部弹出至数据存储器软件压栈与弹栈SP++SP—MemoryPOP&PUSH11Memoryvoidmain(void){unsignedinti;Test(2,10);}intTest(inti,intj){inttemp;temp=0;……returntemp;}AADD#-3,SPMOVT1,*SP(#01h)MOVT0,*SP(#00h)MOV#0,*SP(#02h)……MOVAR1,*SP(#02h)MOVAR1,T0AADD#3,SPRETMOV#10,T1MOV#2,T0CALLTestAADD#-4,SPPOPD*SP(#00h)MOVT1,*SP(#02h)MOVT0,*SP(#01h)MOV#0,*SP(#03h)……MOVAR1,*SP(#03h)MOVAR1,T0PSHD*SP(#00h)AADD#3,SPRETMOV#10,T1MOV#2,T0CALLTestMemoryvoidmain(void)AADD#-3,12Memoryvoidmain(void){unsignedinti;……}interruptvoidTest(){inttemp;temp=0; ……return;}AADD#-1,SPMOV#0,*SP(#00h)……AADD#1,SPRET……Memoryvoidmain(void)AADD#-1,13Memory堆是由C函数库提供的数据结构 由malloc()、realloc()

产生 使用后要free()掉堆的数据结构是怎样的？？Memory堆是由C函数库提供的数据结构堆的数据结构是怎样的14Memory#defineNULL0

#defineMEMSIZE(1024*8)

typedefdoubleAlign;

typedefunionheader{

struct{

unionheader*next;

unsignedusedsize;

unsignedfreesize;

}s;

Aligna;

}Header;

staticHeadermem={{mem,1,MEMSIZE–1}};

staticHeader*memptr=mem;

void

free(void*ap)

{

Header*bp,*p,*prev;

bp=(Header*)ap-1;

for(prev=memptr,p=memptr->s.next;

(p!=bp)&&(p!=memptr);prev=p,p=p->s.next);

if(p==bp){

prev->s.freesize+=p->s.usedsize+p->s.freesize;

prev->s.next=p->s.next;

memptr=prev;

}

}void*

malloc(unsignednbytes)

{

Header*p,*newp;

unsignednunits;

nunits=(nbytes+sizeof(Header)-1)/sizeof(Header)+1;

for(p=memptr;

(p->s.next!=memptr)&&(p->s.freesize<nunits);

p=p->s.next);

if(p->s.freesize<nunits)returnNULL;

newp=p+p->s.usedsize;

newp->s.usedsize=nunits;

newp->s.freesize=p->s.freesize-nunits;

newp->s.next=p->s.next;

p->s.freesize=0;

p->s.next=newp;

memptr=newp;

return(void*)(newp+1);

}

Memory#defineNULL0

void

fre15Memory高效地使用堆Example:如何动态定义二维数组？Memory高效地使用堆16Memorymain()

{

inttemp;intn,m;

int**a;

… a=(int**)malloc(sizeof(int)*n*m);a[i][j]=temp;…

return(1);

}Memorymain()

{

inttemp;17Memorymain()

{

inttemp;inti,n,m;

int**a;…

a=(int**)malloc(sizeof(int*),n);

for(i=0;i<n;i++)

a[i]=(int*)malloc(sizeof(int),m);

a[i][j]=temp;…

return(1);

}Memorymain()

{

inttemp;18嵌入式C语言编程课件19嵌入式C语言编程课件20嵌入式C语言编程课件21Memoryadd3add2add1mainsub1sub2sub3add1add2add3BackMemoryadd3add2add1mainsub1sub222Memoryadd3mainsub1sub2sub3add1add2add3add1add2add3BackMemoryadd3mainsub1sub2sub3add123嵌入式C语言编程课件24嵌入式C语言编程课件25嵌入式C语言编程课件26NanGuanEmbeddedSystemLabSchoolofInformationScienceandEngineeringNortheasternUniversityNanGuan27Memory2005-10-7Memory2005-10-728Declaration以下涉及内容未必对所有的嵌入式系统都适用。只针对共性问题进行探讨所举例子仅为示意Declaration以下涉及内容未必对所有的嵌入式系统都适29MemoryVolatile关键字Thevolatilekeywordisatypequalifierusedtodeclarethatanobjectcanbemodifiedintheprogrambysomethingotherthanstatements,suchastheoperatingsystem,thehardware,oraconcurrentlyexecutingthread.定义存储器映射寄存器时，必须使用volatile关键字。#defineSCI_01*(volatileunsignedint*)0x5808MemoryVolatile关键字Thevolatile30MemoryObjectsdeclaredasvolatilearenotusedinoptimizationsbecausetheirvaluecanchangeatanytime.Thesystemalwaysreadsthecurrentvalueofavolatileobjectatthepointitisrequested,evenifthepreviousinstructionaskedforavaluefromthesameobject.Also,thevalueoftheobjectiswrittenimmediatelyonassignment.While(SCI_01==0)；tempVarInt=RXBUF；MemoryObjectsdeclaredasvola31MemoryO

main(void)

{

while

(1)

{

if

(i)

dosomething();

}

}

/*

Interrupt

service

routine.

*/

interruptvoid

ISR_2(void)

{i=1;}MemoryOneuseofthevolatile32Memory栈和堆C语言中的存储区域：1.全局变量区：程序开始分配，程序结束释放2.常量区：程序开始分配，程序结束释放3.堆：程序员分配释放4.栈：编译器自动分配释放Memory栈和堆33Memoryinta=0;//全局初始化区

char*p1;//全局未初始化区

main()

{

intb;//栈

chars[]="abc";//栈

char*p2;//栈

char*p3="123456";//123456\0在常量区，p3在栈上。

staticintc=0；//全局（静态）初始化区

p1=(char*)malloc(10);

p2=(char*)malloc(20);

//分配得来得10和20字节的区域在堆区。

strcpy(p1,"123456");

//123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块。

}Memoryinta=0;//全局初始化区

cha34Memory栈是系统提供的数据结构，是C程序运行的基础任何系统都提供栈指针寄存器通过栈实现程序跳转等基本程序操作一个未经任何初始化的程序main(){… subFunc(i);}执行时会出现问题？？？Memory栈是系统提供的数据结构，是C程序运行的基础35Memory硬件堆栈与软件堆栈硬件堆栈当CPU进入子程序或进入中断服务程序时，返回地址被自动压入硬件堆栈软件堆栈函数的参数是通过软件堆栈传递的,函数的出口地址存放在软件堆栈里,函数用到的局部变量也是在软件堆栈里分配的.都是必须的Memory硬件堆栈与软件堆栈都是必须的36MemoryPOP&PUSHPUSH把累加器的内容复制到堆栈顶部POP指令把堆栈顶部的数值复制到累加器POPD&PSHDPSHD把数据存储器的值压入软件堆栈顶部POPD指令把数值从软件堆栈顶部弹出至数据存储器软件压栈与弹栈SP++SP—MemoryPOP&PUSH37Memoryvoidmain(void){unsignedinti;Test(2,10);}intTest(inti,intj){inttemp;temp=0;……returntemp;}AADD#-3,SPMOVT1,*SP(#01h)MOVT0,*SP(#00h)MOV#0,*SP(#02h)……MOVAR1,*SP(#02h)MOVAR1,T0AADD#3,SPRETMOV#10,T1MOV#2,T0CALLTestAADD#-4,SPPOPD*SP(#00h)MOVT1,*SP(#02h)MOVT0,*SP(#01h)MOV#0,*SP(#03h)……MOVAR1,*SP(#03h)MOVAR1,T0PSHD*SP(#00h)AADD#3,SPRETMOV#10,T1MOV#2,T0CALLTestMemoryvoidmain(void)AADD#-3,38Memoryvoidmain(void){unsignedinti;……}interruptvoidTest(){inttemp;temp=0; ……return;}AADD#-1,SPMOV#0,*SP(#00h)……AADD#1,SPRET……Memoryvoidmain(void)AADD#-1,39Memory堆是由C函数库提供的数据结构 由malloc()、realloc()

产生 使用后要free()掉堆的数据结构是怎样的？？Memory堆是由C函数库提供的数据结构堆的数据结构是怎样的40Memory#defineNULL0

#defineMEMSIZE(1024*8)

typedefdoubleAlign;

typedefunionheader{

struct{

unionheader*next;

unsignedusedsize;

unsignedfreesize;

}s;

Aligna;

}Header;

staticHeadermem={{mem,1,MEMSIZE–1}};

staticHeader*memptr=mem;

void

free(void*ap)

{

Header*bp,*p,*prev;

bp=(Header*)ap-1;

for(prev=memptr,p=memptr->s.next;

(p!=bp)&&(p!=memptr);prev=p,p=p->s.next);

if(p==bp){

prev->s.freesize+=p->s.usedsize+p->s.freesize;

prev->s.next=p->s.next;

memptr=prev;

}

}void*

malloc(unsignednbytes)

{

Header*p,*newp;

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nunits=(nbytes+sizeof(Header)-1)/sizeof(Header)+1;

for(p=memptr;

(p->s.next!=memptr)&&(p->s.freesize<nunits);

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