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数据指针
在嵌入式系统的编程中，经常要求在特定的内存单位读写内容，汇编有对应的MOV指令，而除C/C++以外的其它编程语言根基没有直接会见绝对地点的本领。在嵌入式系统的实际调试中，多借助C语言指针所具有的对绝对地点单位内容的读写本领。以指针直接操纵内存多产生在如下几种环境：
(1) 某I/O芯片被定位在CPU的存储空间而非I/O空间，并且寄存器对应于某特定地点；
(2) 两个CPU之间以双端口RAM通信，CPU需要在双端口RAM的特定单位（称为mail box）书写内容以在对方CPU发生间断；
(3) 读取在ROM或FLASH的特定单位所烧录的汉字和英文字模。
譬如：
unsigned char *p = (unsigned char *)0xF000FF00;
*p=11;
以上措施的意义为在绝对地点0xF0000+0xFF00(80186利用16位段地点和16位偏移地点)写入11。
在利用绝对地点指针时，要留意指针自增自减操纵的功效取决于指针指向的数据种别。上例中p++后的功效是p= 0xF000FF01，若p指向int，即：
int *p = (int *)0xF000FF00;
p++(或++p)的功效等同于：p = p+sizeof(int)，而p-(或-p)的功效是p = p-sizeof(int)。
同理，若执行：
long int *p = (long int *)0xF000FF00;
则p++(或++p)的功效等同于：p = p+sizeof(long int) ，而p-(或-p)的功效是p = p-sizeof(long int)。
记着：CPU以字节为单元编址，而C语言指针以指向的数据范例长度作自增和自减。领略这一点对付以指针直接操纵内存是相当重要的。
函数指针
首先要领略以下三个问题：
（1）C语言中函数名直接对应于函数生成的指令代码在内存中的地点，因此函数名可以直接赋给指向函数的指针；
（2）挪用函数实际上等同于"调转指令＋参数通报处理惩罚＋回归位置入栈"，本质上最焦点的操纵是将函数生成的方针代码的首地点赋给CPU的PC寄存器；
（3）因为函数挪用的本质是跳转到某一个地点单位的code去执行，所以可以"挪用"一个基础就不存在的函数实体，晕？请往下看：
请拿出你可以得到的任何一本大学《微型计较机道理》课本，书中讲到，186 CPU启动后跳转至绝对地点0xFFFF0（对应C语言指针是0xF000FFF0，0xF000为段地点，0xFFF0为段内偏移）执行，请看下面的代码：
typedef void (*lpFunction) ( ); /* 界说一个无参数、无返回范例的 */
/* 函数指针范例 */
lpFunction lpReset = (lpFunction)0xF000FFF0; /* 界说一个函数指针，指向*/
/* CPU启动后所执行第一条指令的位置 */
lpReset(); /* 挪用函数 */
在以上的措施中，我们基础没有看到任何一个函数实体，可是我们却执行了这样的函数挪用：lpReset()，它实际上起到了"软重启"的浸染，跳转到CPU启动后第一条要执行的指令的位置。
记着：函数无它，唯指令荟萃耳；你可以挪用一个没有函数体的函数，本质上只是换一个地点开始执行指令！
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瓦解。
所以必然要担保你的malloc和free成对呈现，假如你写出这样的一段措施：
char * function(void)
{
char *p;
p = (char *)malloc(…);
if(p==NULL)
…;
… /* 一系列针对p的操纵 */
return p;
}
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在某处挪用function()，用完function中动态申请的内存后将其free，如下：
char *q = function();
…
free(q);
上述代码明明是不公道的，因为违反了malloc和free成对呈现的原则，即"谁申请，就由谁释放"原则。不满意这个原则，会导致代码的耦合度增大，因为用户在挪用function函数时需要知道其内部细节！
正确的做法是在挪用处申请内存，并传入function函数，如下：
char *p=malloc(…);
if(p==NULL)
…;
function(p);
…
free(p);
p=NULL;
而函数function则吸收参数p，如下：
void function(char *p)
{
… /* 一系列针对p的操纵 */
}
根基上，动态申请内存方法可以用较大的数组替换。对付编程新手，笔者推荐你只管回收数组！嵌入式系统可以以博大的胸襟吸收瑕疵，而无法"海纳"错误。究竟，以最笨的方法苦练神功的郭靖胜过机警智慧却范政治错误走反革命阶梯的杨康。
给出原则：
（1）尽大概的选用数组，数组不能越界会见（真理越过一步就是谬误，数组越过边界就庆幸地玉成了一个杂乱的嵌入式系统）；
（2）假如利用动态申请，则申请后必然要判定是否申请乐成了，而且malloc和free应成对呈现！
要害字const
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const意味着"只读"。区别如下代码的成果很是重要，也是老发展叹，假如你还不知道它们的区别，并且已经在措施界摸爬滚打多年，那只能说这是一个悲伤：
const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;
（1） 要害字const的浸染是为给读你代码的人转达很是有用的信息。譬喻，在函数的形参前添加const要害字意味着这个参数在函数体内不会被修改，属于"输入参数"。在有多个形参的时候，函数的挪用者可以凭借参数前是否有const要害字，清晰的分辨哪些是输入参数，哪些是大概的输出参数。
（2）公道地利用要害字const可以使编译器很自然地掩护那些不但愿被改变的参数，防备其被无意的代码修改，这样可以淘汰bug的呈现。
const在C++语言中则包括了更富厚的寄义，而在C语言中仅意味着："只能读的普通变量"，可以称其为"不能改变的变量"（这个说法好像很拗口，但却最精确的表达了C语言中const的本质），在编译阶段需要的常数仍然只能以#define宏界说！故在C语言中如下措施是犯科的：
const int SIZE = 10;
char a[SIZE]; /* 犯科：编译阶段不能用到变量 */
要害字volatile
C语言编译器会对用户书写的代码举办优化，譬如如下代码：
int a,b,c;
a = inWord(0x100); /*读取I/O空间0x100端口的内容存入a变量*/
b = a;
a = inWord (0x100); /*再次读取I/O空间0x100端口的内容存入a变量*/
c = a;
很大概被编译器优化为：
int a,b,c;
a = inWord(0x100); /*读取I/O空间0x100端口的内容存入a变量*/
b = a;
c = a;
可是这样的优化功效大概导致错误，假如I/O空间0x100端口的内容在执行第一次读操纵后被其它措施写入新值，则其实第2次读操纵读出的内容与第一次差异，b和c的值应该差异。在变量a的界说前加上volatile要害字可以防备编译器的雷同优化，正确的做法是：
volatile int a；
volatile变量大概用于如下几种环境：
(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) 一其间断处事子措施中会会见到的非自动变量(也就是全局变量)；
(3) 多线程应用中被几个任务共享的变量。
CPU字长与存储器位宽纷歧致处理惩罚
在配景篇中提到，本文特意选择了一个与CPU字长纷歧致的存储芯片，就是为了举办本节的接头，办理CPU字长与存储器位宽纷歧致的环境。80186的字长为16，而NVRAM的位宽为8，在这种环境下，我们需要为NVRAM提供读写字节、字的接口，如下：
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned int WORD;
/* 函数成果：读NVRAM中字节
* 参数：wOffset，读取位置相对NVRAM基地点的偏移
* 返回：读取到的字节值
*/
extern BYTE ReadByteNVRAM(WORD wOffset)
{
LPBYTE lpAddr = (BYTE*)(NVRAM + wOffset * 2); /* 为什么偏移要×2? */
return *lpAddr;
}
/* 函数成果：读NVRAM中字
* 参数：wOffset，读取位置相对NVRAM基地点的偏移
* 返回：读取到的字
*/
extern WORD ReadWordNVRAM(WORD wOffset)
{
WORD wTmp = 0;
LPBYTE lpAddr;
/* 读取高位字节 */
lpAddr = (BYTE*)(NVRAM + wOffset * 2); /* 为什么偏移要×2? */
wTmp += (*lpAddr)*256;
/* 读取低位字节 */
lpAddr = (BYTE*)(NVRAM + (wOffset +1) * 2); /* 为什么偏移要×2? */
wTmp += *lpAddr;
return wTmp;
}
/* 函数成果：向NVRAM中写一个字节
*参数：wOffset，写入位置相对NVRAM基地点的偏移
* byData，欲写入的字节
*/
extern void WriteByteNVRAM(WORD wOffset, BYTE byData)
{
…
}
/* 函数成果：向NVRAM中写一个字 */
*参数：wOffset，写入位置相对NVRAM基地点的偏移
* wData，欲写入的字
*/
extern void WriteWordNVRAM(WORD wOffset, WORD wData)
{
…
}
子贡问曰：Why偏移要乘以2?
子曰：请看图1，16位80186与8位NVRAM之间互连只能以地点线A1对其A0,CPU自己的A0与NVRAM不毗连。因此，NVRAM的地点只能是偶数地点，故每次以0x10为单元前进！
图1 CPU与NVRAM地点线毗连
子贡再问：So why 80186的地点线A0不与NVRAM的A0毗连？
子曰：请看《IT论语》之《微机道理篇》，那内里报告了关于计较机构成的圣人之道。
总结
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本篇主要报告了嵌入式系统C编程中内存操纵的相关能力。把握并深入领略关于数据指针、函数指针、动态申请内存、const及volatile要害字等的相关常识，是一个优秀的C语言措施设计师的根基要求。当我们已经安稳把握了上述能力后，我们就已经学会了C语言的99%，因为C语言最英华的内在皆在内存操纵中浮现。
我们之所以在嵌入式系统中利用C语言举办措施设计，99%是因为其强大的内存操纵本领！
假如你爱编程，请你爱C语言；
假如你爱C语言，请你爱指针；
假如你爱指针，请你爱指针的指针！
