没有 malloc AVR 的共享指针

Question

标题可能不清楚，我举个例子吧。

我正在尝试用 C 语言创建一个“数据流”系统。

输入STREAM:

typedef struct {
    void (*tx) (uint8_t b);
    uint8_t (*rx) (void);
} STREAM;

我有一个文件 uart.h 和 uart.c，它应该为 UART 提供一个 STREAM。

我决定最好将它作为一个指针公开，这样它就可以在不使用 & 符号的情况下传递给函数。

这是我想使用的功能类型（示例）：

/** Send signed int */
void put_i16(const STREAM *p, const int16_t num);

这是我的 UART 文件：

uart.h

extern STREAM* uart;

uart.c

// Shared stream instance
static STREAM _uart_singleton;
STREAM* uart;

void uart_init(uint16_t ubrr) {
    // uart init code here

    // Create the stream
    _uart_singleton.tx = &uart_tx; // function pointers
    _uart_singleton.rx = &uart_rx;

    uart = &_uart_singleton; // expose a pointer to it
}

对此我不确定。它有效，但它是正确的方法吗？我应该改用 Malloc 吗？

为什么我问这个，这是一个库代码，我希望它尽可能干净和“正确”

Answer 1

全局指针是不必要的（as are all globals），而且不安全——它是非常量的；任何可以访问指针的代码都可以修改_uart_singleton。

uart.h

const STREAM* getUart() ;
...

uart.c

// Shared stream instance
static STREAM _uart_singleton = {0} ;

const STREAM* getUart()
{
    // Return singleton if initialised, 
    // otherwise NULL
    return _uart_singleton.rx != 0 && 
           _uart_singleton.tx != 0 ? _uart_singleton :
                                     NULL ;
}

void uart_init(uint16_t ubrr) 
{
    // uart init code here

    // Create the stream
    _uart_singleton.tx = &uart_tx; // function pointers
    _uart_singleton.rx = &uart_rx;
}

---

只要访问STREAM 成员的所有函数都使用uart.c 定义，那么您还可以通过使用不完整的方式将STREAM 设为不透明类型（Lundin 在评论中的建议）。头文件中的结构声明如下：

uart.h

struct sStream ;
typedef struct sStream STREAM ;

const STREAM* getUart() ;
...

uart.c

// Shared stream instance
struct sStream 
{
    void (*tx) (uint8_t b);
    uint8_t (*rx) (void);

} _uart_singleton = {0} ;

const STREAM* getUart()
{
    // Return singleton if initialised, 
    // otherwise NULL
    return _uart_singleton.rx != 0 && 
           _uart_singleton.tx != 0 ? _uart_singleton :
                                     NULL ;
}

...

这可以防止 uart.c 之外的任何代码直接调用 rx 和 tx 函数或访问任何其他成员。