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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”。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(xiàn)的。其次,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又是什么?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是存放在存儲器中的各種類型的數(shù)據(jù)。程序本質(zhì)上就是處理器通過執(zhí)行存放在存儲器中的程序代碼對存放在存儲器中的數(shù)據(jù)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(huán)節(jié)就是存儲器。因為不管是程序的可執(zhí)行代碼還是數(shù)據(jù)都是存放在存儲器中的。撇開代碼、變量、數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)、堆棧等這些軟件中的各個元素的表象,剩下的本質(zhì)就是存儲器!因此,理解C語言的關(guān)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(nèi)容,二是存儲器的地址。這個內(nèi)容可以是代碼,也可以是數(shù)據(jù),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(fā)的 一個非常重要的特點就是交叉編譯,也就是開發(fā)工具運行的環(huán)境和被調(diào)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(diào)試工具都運行在通用的PC機平臺上;調(diào)試工具通過一定的通信手段將鏈接器輸出的可執(zhí)行文件下載到嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板(一般稱為目標系統(tǒng))的存儲器中,并通過一定的機制控制和觀測目標系統(tǒng)的寄存器、存儲器等。這個開發(fā)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(fā)過程中各個環(huán)節(jié)的作用,才能對嵌入式系統(tǒng)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(guān)系。比如:編譯器是如何處理全局變量和全局數(shù)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(shù)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(guān)系的?鏈接器最終是如何生成可執(zhí)行文件的?可執(zhí)行文件的內(nèi)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(guān)系,但因為在嵌入式軟件的開發(fā)過程中程序員要經(jīng)常直接和底層的設(shè)備與工具打交道,所以一個嵌入式軟件的程序員應(yīng)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(fā)明者的初衷是希望設(shè)計一種面向編譯器和操作系統(tǒng)設(shè)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(guān)的內(nèi)存訪問越界以及內(nèi)存泄漏的問題,C語言的使用者必須非常小心地規(guī)避這些陷阱。
4、掌握C語言程序設(shè)計過程中的調(diào)試方法
任何程序在編寫的過程中都需要調(diào)試,尤其對于比較復(fù)雜的系統(tǒng)更是如此。面對程序編寫過程中出現(xiàn)的問題,比較現(xiàn)實的問題應(yīng)該是如何在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)程序錯誤的根源,修改這個錯誤,并且吸取教訓(xùn)爭取在以后的程序中不再犯同樣的錯誤。在這個環(huán)節(jié)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(guān)的參考書介紹這方面的內(nèi)容,但事實上,程序的調(diào)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(tǒng)中的C語言編程
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