函数调用在嵌入式架构设计中的应用

只看该作者 · 2024-5-16 13:39

本帖最后由海滨消消于 2024-5-16 13:41 编辑

1、前言
函数调用很好理解，即使刚学没多久的朋友也知道函数调用是怎么实现的，即调用一个已经封装好的函数，实现某个特定的功能。

把一个或者多个功能通过函数的方式封装起来，对外只提供一个简单的函数接口，然后在其他地方调用即可

2、函数调用方式
函数调用难道还能怎么调用？不就封装好直接调用吗？

函数调用方式分为两种：直接调用和间接调用

直接调用

直接调用就是我们平常使用的方式，下面的方式就属于直接调用了。

int SumFun(int a, int b)
{
return a + b;
}

int main()
{
// 直接调用定义好的函数
int sum = SumFun(5, 6);
printf("sum=%d", sum);
return 0;
}
间接调用

间接调用在初学时很难使用到，这是通过函数指针的方式实现的。

函数指针本质是一个指针变量，是一个指向函数的指针（函数本身也是有地址的，指向的是函数入口）；
而指针函数本质是一个函数，其返回值为指针。

函数指针的用法如下：

typedef int (*FunctionCB)(int, int);

int SumFun(int a, int b)
{
return a + b;
}

int main()
{
// 将定义好的函数赋值给函数指针
FunctionCB pfnSum = SumFun;

// 通过函数指针间接调用
int sum = pfnSum(5, 6);
printf("sum=%d", sum);
return 0;
}
3、什么场景使用
函数指针在软件架构分层设计中十分重要，因为分层设计中有一个设计原则，那就是下层函数不能直接调用上层函数，那么可以通过函数指针的方式实现；一般称上层通过函数指针赋值给下层的函数为回调函数。

什么情况会存在需要下层程序需要调用上层程序的呢？
比如串口数据接收，虽然可以通过查询的方式接收，但是远不及通过串口中断的方式接收及时，当接收完成时，需要立即通知上层读取数据进行处理，而不是等待上层程序查询读取。

如何实现呢？

比如，硬件抽象层/驱动层中的串口模块实现函数。

/************* UART.c 文件 ****************/
static UartRecvCB sg_pfnUartRecv;

// 设置数据帧接收处理回调函数
void UART_SetRecvCallback(UartRecvCB pfnUartRecv)
{
sg_pfnUartRecv = pfnUartRecv;
}

void UART_Task(void)
{
if (RecvEnd)
{
      // 数据一帧接收完成立即调用
      if (sg_pfnUartRecv != NULL)
      {
         sg_pfnUartRecv(UartRecvBuf, UartRecvLength);
      }
}
}

/************* UART.h 文件 ****************/
typedef void (*UartRecvCB)(const char *, int);

extern void UART_SetRecvCallback(UartRecvCB pfnUartRecv);
extern void UART_Task(void);
应用层代码中实现回调函数，并调用下层函数。

// 回调函数：串口数据处理
void OnUartRecvProcess(const char *pBuf, int length)
{
// 处理串口数据
printf("Recv: %s", pBuf);
}

int main()
{
UART_SetRecvCallback(OnUartRecvProcess);

while(1)
{
      if (TimeFlag)
      {
         UART_Task();
      }
}
}
上述示例中通过函数指针的方式间接调用了应用层的函数，而且并不违背分层设计原则。

如果看代码不能立即理解的话，可以尝试通过下图理解：