九天论道－谈单片机程序的编程风格

涛行九天

晚上整理另一个计算机里的资料，突然发现7年前和一个同事一起编写的文档和代码，已经过了保密期，不敢私藏，拿出一点共享大家。

通常写PC代码的人都非常注意编程风格和版本管理，大概是由于代码量复杂很多吧。原来我项目组里有个清华的研究生哥们，是我见过写代码最牛的了，经常是在linux下运指如飞，各种开发语言都会，最牛的是不要硬件平台就能写出几乎没有什么bug的代码，经测试人员在硬件平台上测试后运行很正常，令我大为佩服。
而写单片机代码的人大部分都不注意编程风格，通常都是比较自由散漫的风格，究其原因大概与单片机大部分是单兵作战有关，自己写成什么样子自己能看懂就行。其实不然，良好的风格不仅使代码具有良好的可维护性，让人读起来也是赏心悦目，更重要的是在进行多兵联合作战的情况下，良好统一的编程风格可以让调试变得更加简单，减少扯皮现象的发生，加快联调的进度。


由于所使用编译系统的特殊性，本文档包含一些软件设计中建议遵循的约定。本文档仅仅描述***系统软件中的底层接口功能模块，以及这些模块所应该提供的接口函数原型定义。

A.    约定：
1.    建议在所有的软件设计过程中，尽量使用标准C，不要使用汇编/C++等编程规则。

2.    在通常情况下，各类C编译器都没有定义标准的字节型(BYTE)、字型(WORD)、长字型(DWORD)数据类型，并且整型(int)、长整型(long)等数据类型所表示的字节数是不同的。所以，根据我们所使用的C编译器特点，自定义以下简单数据类型：
无符号字节型(UCHAR)、无符号字型(UWORD)、无符号长字型(ULONG)、
有符号字节型(SCHAR)、有符号字型(SWORD)、有符号长字型(SLONG)
建议在软件设计过程中尽量使用自定义数据类型。这些自定义简单数据类型定义如下(包含在DataType.h中)：
#ifndef __DATATYPE__
#define __DATATYPE__

typedef unsigned char UCHAR;
typedef char SCHAR;
typedef unsigned short UWORD;
typedef short SWORD;
typedef unsigned long ULONG;
typedef long SLONG;

#endif

3.    变量和宏的命名规则遵循标准C的命名规则。变量的命名用英文单词的全拼表示，各单词之间用下划线分隔，并且每个单词的第1个字母大写；宏的命名也用英文单词的全拼表示，各单词之间不用下划线分隔，并且每个单词的每个字母均大写。例如：    UWORD    Song_Name            ;定义一个无符号短整型变量
#define    TOTALNUMBER    20    ;定义一个宏TOTALNUMBER

4.    结构和联合等复合变量的命名规则同变量类似，只是每个单词的每个字母均大写。如：
// 结构定义
typedef struct _STRUCT_DEFINITION
{
    UCHAR ch;
} STRUCT_DEFINITION;

// 变量定义
STRUCT_DEFINITION        Str_Def;

5.    函数的命名规则同变量。形参的命名同变量类似，只是单词的每个字母均小写。
例如：void Get_Song(UCHAR  song_name[11],ULONG *buffer, ULONG length)

6.    一般情况下，所有模块文件内的注释均采用英文书写。

7.    定义函数操作返回值常量：成功：SUCCESS 错误：FAILED

8.    系统定义所有寄存器和寄存器操作宏：
i.    寄存器定义，如：
#define        SCR        0xFFFFF000
建议不要直接使用寄存器定义，而是使用以下宏定义
ii.    获取寄存器操作宏，在寄存器名称前加GET_前缀，如：
#define        GET_SCR    *((UCHAR *) SCR)
使用： UCHAR xx = GET_SCR;
iii.    设置寄存器值操作宏，在寄存器名称前加SET_前缀，如：
#define        SET_SCR(rVal)    *((UCHAR *) SCR) = (UCHAR) rVal
使用： SET_SCR(0x18);

9.    每个模块文件内书写约定：
i.    文件头：
本部分包含模块简要描述，具体内容如下：
1.    模块名称（Module Name）
2.    模块编制者（Author）
3.    模块版本（Version）
4.    模块编制日期（Create Date）
5.    模块描述（Description）
6.    模块特殊声明（Remark）
7.    模块修改历史（Revision History）
ii.    接口定义：
本部分包含模块内所有函数的接口定义，每个函数具体定义如下：
1.    函数原型（Prototype）
2.    函数功能描述（Description）
3.    函数入口（Input）
4.    函数出口（Output）
5.    函数特殊声明（Remark）

iii.    全局变量和宏定义：
本部分声明本模块使用的全局变量和宏定义
iv.    具体算法描述：
本部分具体实现所有函数的算法
v.    模块测试规划：
本部分描述本模块内所有函数功能的测试方法和注意事项

eg.
    Zip控制(ATAPI命令封装接口函数)模块        模块
本模块完成系统使用的Zip控制相关的所有ATAPI接口命令的封装。

1.    本模块常量、数据结构以及特殊约定描述：
2.    接口描述：
a)    传递Zip控制：
函数原型：SWORD    Pass_Zip_Control(UCHAR *buf, UWORD len);
功能描述：USB传递控制/数据到Zip
函数入口：buf：传递数据缓冲区
len：传递数据实际字节数
函数出口：FAILED：未知错误
          SUCCESS：传递成功
          其它非零值：发生错误需要回传的数据字节数，数据存放在
缓冲区buf
特殊声明：无

以下略。。。

涛行九天

一个通过ATAPI接口控制磁盘的例子
硬件使用的是motorola的dragonball系列vz328

/*********************************************************************
**    Module Name:        atapi_oem.c                                    **
**    Author:                Huozq                                        **
**    Version:            1.0                                            **
**    CreateDate:            2001-06-14                                    **
**    Description:        Atapi Functions                                **
**    Remark:                                                            **
**    Revision History:    2001-06-14                                    **
**********************************************************************/

#include    "Atapi_OEM_Data.h"
#include    "VZ328_Register_Definition.h"
#include     "DataType.h"

//Invoke example
//Before operate(read or write) the drive it should check the status of zip
//{
//        while( errno = Packet_Drive_Ready() ) ;
//        Packet_Read(i*256,0,buf);   
//}

void  Zip_Initialize(void)
{
    // Port initialization
    SET_PCSEL (0xff);
    SET_PCDIR (0xff);
    SET_PCPUEN(0xff);
    SET_PDSEL (0xff);
    SET_PDDIR (0xff);
    SET_PDPUEN(0xff);
    SET_PKSEL (0xfb);                        
    SET_PKDIR (0x7f);                        
    SET_PKPUEN(0xff);
    SET_PMSEL (GET_PMSEL | 0x20);
    SET_PMDIR (0xff);                        
    SET_PMPUEN(0xff);
    // Other initialization
    SET_PKDATA(0x7f);
    SET_PMDATA(GET_PMDATA | 0x20);
}
//Read the content of registers,Used for test
void Read_Register(void)
{
    UWORD    i,status,addr;
   
    SET_INPUT_MODE();
    for(i=0;iBuffer_Pointer;
        
    Packet();
    Send_Packet( (UWORD *)ptrATAPI-&gtacket_Command);
   
    if ( ptrATAPI->Id == ID_WR )                    //If write operation
    {
        if ( (ptrATAPI-&gtacket_Command[0] = 0x0a) && (ptrATAPI->Buffer_Length == 0) )
            ptrATAPI->Buffer_Length=256;
        n=ptrATAPI->Buffer_Length;
        for (i = 0; i < n; i++)
        {
               SET_INPUT_MODE();
               while ((status = Read_ATA_Reg(STATUS_REG)) & ATA_STATUS_BSY) ;
            if (status & ATA_STATUS_ERR)
            {
                    errno = Read_ATA_Reg(ERROR_REG);
                    return    errno;
            }                                        //check the status
        
            SET_OUTPUT_MODE();
            SET_ADDR(DATA_REG);
               for (j = 0; j < 256; j++)
               {
                //Write_A_Word( buf[i * 256 + j] );
                Write_A_Word( *buf++ );
                ASSERT_WR();
                NEGATE_WR();                        //write
            }
        }
    }
    else if ( ptrATAPI->Id == ID_RD )                //If read operation
    {
        if ( (ptrATAPI-&gtacket_Command[0] = 0x08) && (ptrATAPI->Buffer_Length == 0) )
            ptrATAPI->Buffer_Length=256;
        n=ptrATAPI->Buffer_Length;
        for (i = 0; i < n; i++)
           {
                  while ((status = Read_ATA_Reg(STATUS_REG)) & ATA_STATUS_BSY) ;
            if (status & ATA_STATUS_ERR)
               {
                errno = Read_ATA_Reg(ERROR_REG);
                   return    errno;
            }
           
               SET_ADDR(DATA_REG);
            for (j = 0; j < 256; j++)
                  {
                ASSERT_RD();
                   *buf++ = Read_A_Word();
                   //buf[i * 256 + j] = Read_A_Word();
                   NEGATE_RD();
               }
           }
    }
    else if ( ptrATAPI->Id == ID_SET )
    {
        while ((status = Read_ATA_Reg(STATUS_REG)) & ATA_STATUS_BSY) ;
        if (status & ATA_STATUS_ERR)
        {
            errno = Read_ATA_Reg(ERROR_REG);
            return    errno;
        }                                            
   
        SET_OUTPUT_MODE();
        SET_ADDR(DATA_REG);
        for (j = 0; j < (UWORD)( ptrATAPI->Buffer_Length / 2 ); j++)
        {
            Write_A_Word( buf[j] );
            ASSERT_WR();
            NEGATE_WR();                           
        }
    }
    else                                            //If other operation
    {
        while ((status = Read_ATA_Reg(STATUS_REG)) & ATA_STATUS_BSY) ;
        if (status & ATA_STATUS_ERR)
        {
            errno = Read_ATA_Reg(ERROR_REG);
            return    errno;
        }                                            
        SET_ADDR(DATA_REG);
        for (j = 0; j < (UWORD)( ptrATAPI->Buffer_Length / 2 ); j++)
        {
               ASSERT_RD();
               buf[j] = Read_A_Word();
               NEGATE_RD();
        }
    }
   
    SET_INPUT_MODE();
    return 0;
}

void Send_Packet(UWORD *command)
{
    UWORD    i;
   
    SET_OUTPUT_MODE();
   
    for(i=0;i

涛行九天

在底层函数基础上FAT16的实现，可惜有些功能没完全实现
/*********************************************************************
**    Module Name:        efat.c                                        **
**    Author:                Huozq                                        **
**    Version:            1.0                                            **
**    CreateDate:            2001-07-15                                    **
**    Description:        Encapsolution similar file system            **
**    Remark:                                                            **
**    Revision History:    2001-07-15                                    **
**********************************************************************/
#include "..\include\DataType.h"
#include "..\include\Fat16.h"
#include "..\include\Atapi_OEM_Data.h"

//May be for public use
void e_strcpy(UCHAR *s, UCHAR *d);
void e_strncpy(UCHAR *s, UCHAR *d, UWORD l);
SWORD e_strcmp(UCHAR *s, UCHAR *d);
typedef struct
{
    UWORD   Bytes_Per_Sector;
    UWORD   Sectors_Per_Cluster;
    UWORD   FAT_Number;
    UWORD   Root_Item_Number;
    UWORD   Sectors_Per_FAT;
}    DISK_PARAMETER;
DISK_PARAMETER Disk_Parameter;

//Store file parameter
UCHAR Para_Buffer[512];

/*****************************************************************************
**    Prototype:        SWORD Get_Disk_Information(DISK_INFORMATION *ptrInfor);    **
**    Description:    Get the information of the disk                            **
**    Input Parameter:ptrInfor--The information about the disk                **
**    Return:            Error Code                                                **
******************************************************************************/
SWORD Get_Disk_Information(DISK_INFORMATION *ptrInfor)
{
    UWORD    errno,i;
    UCHAR     filename[12];
    UCHAR    *buffer;
   
    //Read the information of index
    while( errno = Packet_Drive_Ready() ) ;
    if( errno = Packet_Read(0,1,Para_Buffer) )    return errno;
   
    //Point to the head of Para_Buffer
    buffer=Para_Buffer;
   
    //Sum the total file number and total song number
    ptrInfor->Total_Song_Number = *(buffer+1);
    ptrInfor->Total_File_Number = *(buffer+1);
   
    //Locate to file information
    buffer+=0x20;
    buffer+=0x04;
    //Get the file name and length
    for( i=0; i< ptrInfor->Total_Song_Number; i++,buffer+=8 )
    {
        e_strcpy( (UCHAR *)"EWORLD",filename);
        filename[6]=i+1+0x30;
        e_strcpy( (UCHAR *)".DEC",filename+7);
        e_strcpy(filename,ptrInfor->Song_Infor.Song_Name);
        ptrInfor->Song_Infor.Song_Length=    \
            (*(buffer+1))

涛行九天

一些宏定义，摘部分
#ifndef __DATATYPE_H__
#define __DATATYPE_H__
/* Simple Data Types Definitions */
typedef unsigned char UCHAR;
typedef char SCHAR;
typedef unsigned short UWORD;
typedef short SWORD;
typedef unsigned long ULONG;
typedef long SLONG;

/*********************************************************************
**    Module Name:        Fat16.h                                           **
**    Author:                Huozq                                        **
**    Version:            1.0                                            **
**    CreateDate:            2001-05-25                                    **
**    Description:                                                    **
**    Remark:                                                            **
**    Revision History:    2001-05-25                                    **
**********************************************************************/
#include "DataType.h"

#ifndef __FAT16__
#define __FAT16__

#define    BUFFER            0x10000
#define    BUFFER2            0x28000

#define    PART_SECTORS    32
#define LEN_ALL            187
#define FILE_NOT_FOUND    1
//CURRENT_SONG_INFOMATION    Current_Song_Information;   

//Function declaration
SWORD Get_Disk_Information(DISK_INFORMATION *ptrInfor);
ULONG Read_Song(UCHAR song_name[12], ULONG offset, ULONG length, UCHAR *buffer );
ULONG Write_Song(UCHAR song_name[12], ULONG offset, ULONG length, UCHAR *buffer );
SWORD Delete_Song(UCHAR  song_name[12]);
SWORD Delete_Part_Of_Song(UCHAR song_name[12],UWORD start_offset,UWORD end_offset);
void change_file_name(UCHAR *s);
void extend_file_name(UCHAR *s);
ULONG Get_Free_Space(void);
void Seek_Song(UCHAR song_name[12], ULONG offset);
#endif