函数指针位置未传递

Question

我有一些针对 AVR 的 C 代码。代码是用 avr-gcc 编译的，基本上是具有正确后端的 gnu 编译器。

我想做的是在我的事件/中断驱动库之一中创建回调机制，但我似乎在保留函数指针的值时遇到了一些麻烦。

首先，我有一个静态库。它有一个头文件 (twi_master_driver.h)，如下所示：

#ifndef TWI_MASTER_DRIVER_H_
#define TWI_MASTER_DRIVER_H_

#define TWI_INPUT_QUEUE_SIZE 256

// define callback function pointer signature
typedef void (*twi_slave_callback_t)(uint8_t*, uint16_t);

typedef struct {
    uint8_t buffer[TWI_INPUT_QUEUE_SIZE];
    volatile uint16_t length; // currently used bytes in the buffer
    twi_slave_callback_t slave_callback;
} twi_global_slave_t;

typedef struct {
    uint8_t slave_address;
    volatile twi_global_slave_t slave;
} twi_global_t;

void twi_init(uint8_t slave_address, twi_global_t *twi, twi_slave_callback_t slave_callback);

#endif

现在是 C 文件 (twi_driver.c)：

#include <stdint.h>
#include "twi_master_driver.h"

void twi_init(uint8_t slave_address, twi_global_t *twi, twi_slave_callback_t slave_callback)
{
    twi->slave.length = 0;
    twi->slave.slave_callback = slave_callback;

    twi->slave_address = slave_address;

    // temporary workaround <- why does this work??
    twi->slave.slave_callback = twi->slave.slave_callback;
}

void twi_slave_interrupt_handler(twi_global_t *twi)
{
    (twi->slave.slave_callback)(twi->slave.buffer, twi->slave.length);

    // some other stuff (nothing touches twi->slave.slave_callback)
}

然后我将这两个文件构建到静态库中 ( .a) 并构建我的主程序 (main.c) ＃包括 ＃包括 ＃包括 ＃包括 #include "twi_master_driver.h"

//  ...define microcontroller safe way for mystdout ...

twi_global_t bus_a;

ISR(TWIC_TWIS_vect, ISR_NOBLOCK)
{
    twi_slave_interrupt_handler(&bus_a);
}

void my_callback(uint8_t *buf, uint16_t len)
{
    uint8_t i;

    fprintf(&mystdout, "C: ");
    for(i = 0; i < length; i++)
    {
        fprintf(&mystdout, "%d,", buf[i]);
    }
    fprintf(&mystdout, "\n"); 
}

int main(int argc, char **argv)
{
    twi_init(2, &bus_a, &my_callback);

    // ...PMIC setup...

    // enable interrupts.
    sei();

    // (code that causes interrupt to fire)

    // spin while the rest of the application runs...
    while(1){
        _delay_ms(1000);
    }
    return 0;
}

我小心地触发导致中断触发的事件并调用适当的处理程序。使用一些 fprintfs，我可以看出在 twi_init 函数中分配给 twi->slave.slave_callback 的位置与 twi_slave_interrupt_handler 中的位置不同 函数。

尽管这些数字没有意义，但在 twi_init 中该值为 0x13b，而在 twi_slave_interrupt_handler 中打印时该值为 0x100。

通过在 twi_driver.c 中添加带注释的解决方法行：

twi->slave.slave_callback = twi->slave.slave_callback;

问题消失了，但这显然是一个神奇且不受欢迎的解决方案。我做错了什么？

据我所知，我已经标记了适当的变量易失性，并且我尝试将其他部分标记为易失性并删除易失性标记。当我注意到在 twi_init 中赋值后删除 fprintf 语句导致稍后以不同方式读取值时，我想出了解决方法。

问题似乎在于我如何传递函数指针——特别是访问指针值的程序部分（函数本身？）从技术上讲是在不同的线程中。

有什么想法吗？

编辑：

• 解决了代码中的拼写错误。

• 实际文件的链接：http://straymark.com/code/ [test.c| twi_driver.c|twi_driver.h]

• fwiw：编译器选项：-Wall -Os -fpack-struct -fshort-enums -funsigned-char -funsigned-bitfields -mmcu =atxmega128a1 -DF_CPU=2000000UL

• 我尝试过直接包含相同的代码（而不是通过库），并且遇到了相同的问题。

编辑（第 2 轮）：

• 我删除了所有优化，如果没有我的“解决方法”，代码将按预期工作。添加回 -Os 会导致错误。为什么 -Os 会破坏我的代码？

Answer 1

只是一种预感，但是如果您交换这两行会发生什么：

twi->slave.slave_callback = slave_callback;
twi->slave.length = 0;

删除 -fpack-struct gcc 标志是否可以解决问题？我想知道您是否没有偶然发现一个错误，即写入 length 字段会覆盖部分回调值。

---

在我看来，就像启用了 -Os 优化（您可以尝试组合使用 -Os 启用的各个优化，以准确查看是哪一个优化引起的），编译器当 uint16_t 长度字段未在 2 字节边界上对齐时，不会发出正确的代码来操作该长度字段。当您在打包的 twi_global_t 中包含 twi_global_slave_t 时，会发生这种情况，因为 twi_global_t 的初始 uint8_t 成员会导致要放置在奇数地址的 twi_global_slave_t 结构体。

如果您将 twi_global_t 的初始字段设置为 uint16_t ，它可能会修复它（或者您可以关闭结构打包）。尝试最新的 gcc 版本，看看它是否仍然发生 - 如果仍然发生，您应该能够创建一个显示问题的最小测试用例，以便您可以向 gcc 项目提交错误报告。

Answer 2

这听起来确实像是堆栈/内存损坏问题。如果你在 elf 文件上运行 avr-size ，你会得到什么？确保 (data + bss) <您拥有的 RAM。这些类型的问题很难追踪。删除/移动不相关的代码会改变行为这一事实是一个很大的危险信号。

Answer 3

在函数 main() 中将“&my_callback”替换为“my_callback”。

由于不同的线程访问回调地址，请尝试使用互斥锁或读写锁来保护它。

如果信号处理程序不访问回调函数指针，则不需要“易失性”限定符。