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在嵌入式 C 中，有一些固定/通用算法是很自然的，但不止一种可能的实现。这是由于几个产品展示，有时是选项，有时只是产品路线图策略的一部分，例如可选 RAM、不同 IP 集 MCU、升级频率等。

在我的大多数项目中，我通过将核心内容、算法和逻辑架构与实现外部状态评估、计时、内存存储等的实际功能解耦来处理这个问题。

自然地，我使用 C 函数指针机制，并为这些指针使用一组有意义的名称。例如

unsigned char (*ucEvalTemperature)(int *);

将温度存储在一个 int 中，返回是 OKness。

现在想象一下，对于产品的特定配置，我有一个

unsigned char ucReadI2C_TMP75(int *);

从 TMP75 设备读取 I2C 总线上的温度的功能和

unsigned char ucReadCh2_ADC(unsigned char *);

一种读取二极管压降的函数，由 ADC 读取，这是一种在非常广泛的范围内评估温度的方法。

这是相同的基本功能，但在不同的选项集产品上。

在某些配置中，我会将 ucEvalTemperature 设置为 ucReadI2C_TMP75，而在其他配置中，我将使用 ucReadCh2_ADC。在这种温和的情况下，为避免出现问题，我应该将参数类型更改为 int，因为指针的大小始终相同，但函数签名不是，编译器会抱怨。好吧……那不是杀手。

这个问题在可能需要不同参数集的函数上变得很明显。签名永远不会正确，编译器将无法解析我的 Fpointers。

所以，我有三种方法：

  • 使用全局参数栈，所有函数都是 unsigned char Func(void);
  • 对每个实现使用帮助函数，让我打开正确的分配以进行/调用；
  • 使用 JMP / LCALL 程序集调用（这当然很可怕），可能会导致调用堆栈出现重大问题。

既不优雅，也不沉稳……你的方法/建议是什么？

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我通常更喜欢分层架构。与硬件的通信是通过“驱动程序”实现的。算法层调用由驱动程序实现的函数 (readTemp)。关键点是需要定义接口，并且所有驱动程序实现都必须遵守该接口。

高层应该对如何读取温度一无所知（使用 TMP75 或 ADC 无关紧要）。驱动程序架构的缺点是您通常无法在运行时切换驱动程序。对于大多数嵌入式项目，这不是问题。如果您想这样做，请定义指向驱动程序公开的函数（遵循公共接口）而不是实现函数的函数指针。

于 2009-06-15T10:43:59.157 回答
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如果可以，请使用结构“接口”：

struct Device {
  int (*read_temp)(int*, Device*);
} *dev;

叫它：

dev->read_temp(&ret, dev);

如果您需要其他参数，请将它们打包在 Device 中

struct COMDevice {
  struct Device d;
  int port_nr;
};

当你使用它时，只是沮丧。

然后，您将为您的设备创建函数：

int foo_read_temp(int* ret, struct Device*)
{
  *ret = 100;
  return 0;
}

int com_device_read_temp(int* ret, struct Device* dev)
{
  struct COMDevice* cdev = (struct COMDevice*)dev; /* could be made as a macro */
  ... communicate with device on com port cdev->port_nr ...
  *ret = ... what you got ...
  return error;
}

并创建这样的设备：

Device* foo_device= { .read_temp = foo_read_temp };
COMDevice* com_device_1= { .d = { .read_temp = com_read_temp },
  .port_nr = 0x3e8
};
COMDevice* com_device_1= { .d = { .read_temp = com_read_temp },
  .port_nr = 0x3f8
};

您将传递 Device 结构以实现需要读取温度的功能。

Linux 内核中使用了这个（或类似的东西），除了它们没有将函数指针放在结构中，而是为它创建一个特殊的静态结构并将指向该结构的指针存储在 Device 结构中。这几乎正​​是像 C++ 这样的面向对象语言实现多态性的方式。

如果您将函数放在单独的编译单元中，包括引用它们的 Device 结构，您仍然可以节省空间并在链接时将它们排除在外。

如果你需要不同类型的参数，或者更少的参数，就忘了它。这意味着您无法为要更改的内容设计通用接口（在任何意义上），但是如果没有通用接口，就不可能实现可更改的实现。您可以使用编译时多态性（例如，针对不同实现的 typedef 和单独的编译单元，其中一个将链接到您的二进制文件中），但它仍然必须至少与源代码兼容，也就是说，在相同的情况下调用方法。

于 2009-06-15T10:21:29.430 回答
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正确的方法是使用辅助函数。当然，unsigned char ucReadCh2_ADC(unsigned char *);它看起来可能会将结果存储为值 [0,255]。但是谁说实际范围是 [0,255] ？即使确实如此，这些值将代表什么？

另一方面，如果您使用 typedef unsigned long milliKelvin，则 typedefunsigned char (*EvalTemperature)(milliKelvin *out);会更清晰。对于每个函数，它应该如何包装变得很清楚——通常是一个微不足道的函数。

请注意，我从 typedef 中删除了“uc”前缀，因为该函数无论如何都没有返回 unsigned char。它返回一个布尔值，OK-ness。（科尔伯特粉丝可能想要使用浮点数来表示真实性；-)）

于 2009-06-15T11:08:05.993 回答