嵌入式軟件的編程規(guī)范和注意事項
嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用，隨著人們的生活向信息化，智能化的發(fā)展，嵌入式技術(shù)將徹底融入到我們的生活，在我們的生活當中扮演越來越重要的角色。對于嵌入式系統(tǒng)來講，嵌入式軟件相當于嵌入式系統(tǒng)的靈魂，整個嵌入式系統(tǒng)如何工作，都是由嵌入式軟件來控制的。如何編寫高質(zhì)量，高效率的嵌入式軟件在實際項目開發(fā)過程中變的越來越重要。本文針對嵌入式軟件的特點，從嵌入式軟件編程規(guī)范和注意事項2個方面來闡述如何編寫高質(zhì)量的嵌入式軟件。
一、 嵌入式編程規(guī)范
我們在公司進行嵌入式項目開發(fā)的時候，并不是你一個人在單打獨斗，通常是一個團隊在一起戰(zhàn)斗。很多人在一起共同完成一個嵌入式項目，通常是每個成員，每個小組完成整個項目中的一個或幾個模塊。我們編寫的代碼首先是給人看的，其次才是給機器執(zhí)行的，這就要求我們團隊中的每個人在編寫軟件的時候，要遵循統(tǒng)一的編程規(guī)范和編碼風格，提高代碼的可讀性和可維護性，方便團隊成員之間的溝通和交流。在實際項目開發(fā)過程中，遵循統(tǒng)一的編程規(guī)范相當重要，同學們一定要引起足夠的重視，下面我就從代碼排版，代碼注釋，標識符命名，代碼可讀性和函數(shù)設(shè)計幾個方面來講解比較通用的嵌入式軟件編程規(guī)范。
1. 代碼排版
1) 程序塊要采用縮進風格編寫， 縮進的空格數(shù)為4個或一個TAB鍵，設(shè)置TAB鍵為
4個空格.
例如:
int main(int argc, char *argv[])
{
int a=900; //縮進4個空格
}
2) 相對獨立的程序塊之間、變量說明之后必須加空行
例如:
if (!valid_ni(ni))
{
... // program code
}
//相對獨立的程序塊之間加空行
repssn_ind = ssn_data[index].repssn_index;
repssn_ni = ssn_data[index].ni;
3) 較長的語句( >80字符)要分成多行書寫， 長表達式要在低優(yōu)先級操作符處劃
分新行，操作符放在新行之首， 劃分出的新行要進行適當?shù)目s進， 使排版整齊，
語句可讀。
例如:
perm_count_msg.head.len = NO7_TO_STAT_PERM_COUNT_LEN
+ STAT_SIZE_PER_FRAM * sizeof( _UL );
4) 不允許把多個短語句寫在一行中，即一行只寫一條語句。
例如:
rect.length = 0;
rect.width = 0;
5) if、 for、 do、 while、 case、 switch、 default等語句自占一行，且if、 for、do、
while等語句的執(zhí)行語句部分無論多少都要加括號{}。
例如:
if (pUserCR == NULL) //if語句單獨占一行
{ //執(zhí)行語句只有1條也要加{}
return;
}
6) 程序塊的分界符(如C/C++語言的大括號‘ {’和‘ }’)應各獨占一行并且位
于同一列， 同時與引用它們的語句左對齊。 在函數(shù)體的開始、 類的定義、 結(jié)
構(gòu)的定義、 枚舉的定義以及if、 for、 do、 while、 switch、 case語句中的
程序都要采用如上的縮進方式.
例如:
for (...)
{ //{}單獨占一行，與for左對齊
... // program code
}
void example_fun(void)
{
... // program code
}
2. 代碼注釋
1) 注釋的原則是有助于對程序的閱讀理解，在該加的地方都加了，注釋不宜太多也不
能太少， 注釋語言必須準確、易懂、簡潔,防止注釋的二義性.
2) 說明性文件(如頭文件.h文件)頭部應進行注釋， 注釋必須列出：版權(quán)說明、版本
號、生成日期、作者、內(nèi)容、功能、 修改日志等， 頭文件的注釋中還應有函數(shù)功能
簡要說明。
例如:
/*************************************************
Copyright (C), 2004-2018, 華清遠見教育集團.
File name: // 文件名
Author: Version: Date: // 作者、版本及完成日期
Description: // 用于詳細說明此程序文件完成的主要功能，與其他模塊
// 或函數(shù)的接口，輸出值、取值范圍、含義及參數(shù)間的控
// 制、順序、獨立或依賴等關(guān)系
Function List: // 主要函數(shù)列表，每條記錄應包括函數(shù)名及功能簡要說明
1. ....
History: // 修改歷史記錄列表，每條修改記錄應包括修改日期、修改
// 者及修改內(nèi)容簡述
1. Date:
Author:
Modification:
2. ...
******************************************************/
3) 源文件頭部應進行注釋， 列出： 版權(quán)說明、 版本號、 生成日期、 作者、 模塊目的/功能、主要函數(shù)及其功能、 修改日志等.
例如：
/************************************************************
Copyright (C), 1988-2018, 華清遠見教育集團.
FileName: test.cpp
Author: Version : Date:
Description: // 模塊描述
Function List: // 主要函數(shù)及其功能
1. -------
History: // 歷史修改記錄
David 96/10/12 1.0 build this moudle
*************************************************************/
4) 函數(shù)頭部應進行注釋，列出函數(shù)的功能、輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)、返回值等。
例如:
/***************************************************************
Function: // 函數(shù)名稱
Description: // 函數(shù)功能、性能等的描述
Input: // 輸入?yún)?shù)說明，包括每個參數(shù)的作用、取值說明及參數(shù)間關(guān)系。
Output: // 對輸出參數(shù)的說明。
Return: // 函數(shù)返回值的說明
Others: // 其它說明
****************************************************************/
5) 邊寫代碼邊注釋， 修改代碼同時修改相應的注釋， 以保證注釋與代碼的一致
性。 不再有用的注釋要刪除。
6) 注釋應與其描述的代碼相近， 對代碼的注釋應放在其上方或右方(對單條語句
的注釋)相鄰位置， 不可放在下面，如放于上方則需與其上面的代碼用空行隔開。
3. 標識符命名
1) 標識符的命名要清晰、 明了， 有明確含義， 同時使用完整的單詞或大家基本
可以理解的縮寫，避免使人產(chǎn)生誤解.
2) 對于變量命名，禁止取單個字符(如i、 j、 k...) ，建議除了要有具體含義外，
還能表明其變量類型。建議在變量前面加前綴 g表示全局變量,m表示形式參數(shù).
例如: int gCount = 0;
3) 命名規(guī)范必須與所使用的系統(tǒng)風格保持一致，并在同一項目中統(tǒng)一，比如采用
UNIX的全小寫加下劃線的風格或大小寫混排的方式， 不要同時使用大小寫與下
劃線混排的方式。
例如: char total_score =0;
4) 函數(shù)名應準確描述函數(shù)的功能，使用動賓詞組為執(zhí)行某操作的函數(shù)命名。
例如：
int input_record( void )
unsigned char get_current_color( void )
5) 除非必要，不要用數(shù)字或較奇怪的字符來定義標識符
6) 用正確的反義詞組命名具有互斥意義的變量或相反動作的函數(shù)等
4. 代碼可讀性
1) 注意運算符的優(yōu)先級，并用括號明確表達式的操作順序，避免使用默認優(yōu)先級
例如：不要這樣寫: word = high << 8 | low
而應該寫成如下這樣: word = (high << 8) | low
2) 避免使用不易理解的數(shù)字， 用有意義的標識來替代。 涉及物理狀態(tài)或者含有物理意
義的常量，不應直接使用數(shù)字，必須用有意義的枚舉或宏來代替.
例如：
#define TRUNK_IDLE 0
#define TRUNK_BUSY 1
if (Trunk[index].trunk_state == TRUNK_IDLE)
{
Trunk[index].trunk_state = TRUNK_BUSY;
... // program code
}
3) 不要使用難懂的技巧性很高的語句，除非很有必要時.
例如： 不要使用類似這樣的難懂的語句 *stat_poi++ += 1; 應該分成多個語句
書寫，增強代碼可讀性.
二、嵌入式編程中的注意事項
嵌入式軟件開發(fā)和普通軟件編程相比，有一些自己的特點，下面從嵌入式軟件架構(gòu)，中斷編程，寄存器配置，浮點運算等幾個方面來講解嵌入式編程中的注意事項.
1. 嵌入式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)
一個大型的嵌入式軟件往往需要根據(jù)功能的不同劃分成多個軟件功能模塊。
1) 模塊即是一個.c文件和一個.h文件的結(jié)合，頭文件(.h)中是對于該模塊接口的聲明;
2) 某模塊提供給其它模塊調(diào)用的外部函數(shù)及數(shù)據(jù)需在.h中文件中冠以extern關(guān)鍵字
聲明;
3) 模塊內(nèi)的函數(shù)和全局變量需在.c文件開頭冠以static關(guān)鍵字聲明;
4) 永遠不要在.h文件中定義變量!定義變量和聲明變量的區(qū)別在于定義會產(chǎn)生內(nèi)存分
配的操作，是匯編階段的概念;而聲明則只是告訴包含該聲明的模塊在連接階段從
其它模塊尋找外部函數(shù)和變量
2. 中斷編程
中斷是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分，但是在標準C中不包含中斷。 許多編譯開發(fā)商在標準C上增加了對中斷的支持，提供新的關(guān)鍵字用于標示中斷服務(wù)程序. 類似于__interrupt、#program interrupt等。當一個函數(shù)被定義為中斷服務(wù)處理程序的時候，編譯器會自動為該函數(shù)增加中斷服務(wù)程序所需要的中斷現(xiàn)場入棧和出棧代碼。
中斷服務(wù)程序需要滿足如下要求：
1) 不能有返回值;
2) 不能向中斷服務(wù)處理程序傳遞參數(shù);
3) 中斷服務(wù)處理程序應該盡可能的短小精悍，不要包含耗時的代碼
3. 寄存器配置
嵌入式軟件是面向硬件底層的軟件，我們在對硬件進行編程時，通常是通過配置硬件相關(guān)的寄存器來實現(xiàn)的。在配置寄存器時，通常我們只需要配置寄存器的1位或幾位，對于其他不需要配置的位，我們要保持不變，不要更改我們不需要配置的位。
例如：我們希望配置寄存器的 GPIOADAT 的第 1位 為 1
我們不能這樣寫成這樣:
GPIOADAT = 0x02; //將其他位設(shè)置為 0
而應該寫成這樣:
GPIOADAT |= 0x02; //保證其他位不變
4. 浮點運算
大多數(shù)低檔次的單片機都是不支持浮點運算的，因此在實際使用過程中也很少用到，因此為了降低成本，一般都去掉了浮點運算模塊，這就帶來了一個問題，如果萬一要用到浮點運算怎么辦?我們可以采用的是“定點”的方法來解決這個問題，就是直接放大10的N次方倍進行整數(shù)的計算，可以得出近似值，因此為了不增加不必要的麻煩，應該總是盡量避免使用浮點運算，一般情況也是可以避免的。
5. volatile 關(guān)鍵字的使用
嵌入式開發(fā)過程中，在定義硬件寄存器的時候，需要使用volatile關(guān)鍵字。 volatile提醒編譯器它后面所定義的變量隨時都有可能改變，因此編譯后的程序每次需要存儲或讀取這個變量的時候，都會直接從變量地址中讀取數(shù)據(jù)。 如果沒有volatile關(guān)鍵字，則編譯器可能優(yōu)化讀取和存儲，可能暫時使用寄存器中的值。
例如: #define GPIO_DATA (*(volatile unsigned int *)0x90002000)
以上就是我今天要給同學們講解的嵌入式軟件編程規(guī)范和注意事項，希望同學們在實際的嵌入式項目開發(fā)過程中嚴格遵循嵌入式軟件編程規(guī)范和注意事項，開發(fā)出高質(zhì)量，穩(wěn)定，可靠，維護性高的嵌入式軟件。
- 贊
