指向 volatile 结构成员的常量指针

Question

我正在使用微 Controller 进行一些 ADC 测量。当我尝试使用 -O2 优化编译以下代码时遇到问题，当代码中存在 PrintVal() 函数时，MCU 卡住。我做了一些调试，结果发现，当我添加 -fno-inline 编译器标志时，即使使用 PrintVal() 函数，代码也能正常运行。

这是一些背景:

AdcIsr.c 包含 ADC 完成其工作时执行的中断。该文件还包含 ISRInit() 函数，该函数初始化将在转换后保存值的变量。在主循环中将等待中断，然后才访问 AdcMeas.value。

AdcIsr.c
static volatile uin16_t* isrVarPtr = NULL;

ISR()
{
    uint8_t tmp = readAdc();
    *isrVarPtr = tmp;
}

void ISRInit(volatile uint16_t *var)
{
    isrVarPtr = var;
}

AdcMeas.c

typedef struct{
    uint8_t id;
    volatile uint16_t value;
}AdcMeas_t;

static AdcMeas_t AdcMeas = {0};

const AdcMeas_t* AdcMeasGetStructPtr()
{
    return &AdcMeas;
}

main.c

void PrintVal(const AdcMeas_t* data)
{
    printf("AdcMeas %d value: %d\r\n", data->id, data->value);
}

void StartMeasurement()
{
    ...
    AdcOn();
    ...
}

int main()
{
    ISRInit(AdcMeasGetStructPtr()->value);
    while(1)
    {
        StartMeasurement();
        WaitForISR();
        PrintVal(AdcMeasGetStructPtr());
        DelayMs(1000);
    }
}

问题:

1. 使用 const AdcMeas_t* 数据​​作为 PrintVal() 函数的参数是否有问题？我了解 AdcMeas.value 可能会在中断内更改，并且 PrintVal() 可能已过时。

2. AdcMeas 包含一个“通用 getter”。使用此类函数来允许对静态结构进行只读访问是一个好习惯吗？或者我应该实现 AdcMeasGetId() 和 AdcMeasGetValue 函数(请注意，该结构只有 2 个成员，如果有 8 个成员怎么办)？

我知道这段代码有点愚蠢(在 while 循环中等待中断)，这只是一个示例。

Answer 1

一些错误:

• 您没有头文件，库包含文件或您自己的文件都没有。这意味着一切都会被彻底破坏，除非你修复它。如果没有头文件，则无法在 C 中执行多个文件项目。

• *isrVarPtr = tmp; 在这里，您可以在没有竞争条件保护的情况下写入变量。如果主程序分几步读取该变量，则可能会得到错误的数据。您需要防止竞争条件或保证原子访问。

• const AdcMeasGetStructPtr() 是乱码，其中的 return &AdcMeas; 无法使用符合要求的 C 编译器进行编译。

  如果您有一个旧的但符合标准的 C90 编译器，则返回类型将被视为 int。否则，如果你有一个现代的 C 编译器，甚至函数定义也不会被编译。因此，您的编译器似乎出现了严重问题，这比此错误更令人担忧。

• 在 C 文件中声明 typedef struct 然后返回指向它的指针没有任何意义。您需要重新设计这个模块。如果只有 1 个实例(单例)，则可以使用 getter 函数将实例返回到私有(private)结构。然而，正如前面提到的，它需要处理竞争条件。

风格问题:

• 函数声明中的空括号()在C中几乎总是错误的。这是过时的风格，意味着“接受任何参数”。 C++ 在这里有所不同。

• int main() 在微 Controller 系统中根本没有任何意义。您应该使用一些适合独立程序的实现定义形式。最常支持的形式是 void main (void)。

• DelayMs(1000); 在任何嵌入式系统中都是高度可疑的代码。绝对不应该有任何理由让您想要将 MCU 挂起，使 MCU 无用，且电流消耗最大，整整一秒钟。

总体而言，您似乎会受益于“连续转换”ADC。支持连续转换的 ADC 只需将其最新读取数据转储到数据寄存器中，您就可以在需要时通过轮询来获取它。捕获所有 ADC 中断实际上仅适用于硬实时系统、信号处理等。