Instrucciones de Bajo Nivel en C

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Instrucciones de Bajo Nivel en C

• Pontificia Universidad Católica de Chile
• Departamento de Ciencia de la Computación
• IIC3552 Sistemas Embebidos de Tiempo Real
• Gerardo León Pablo Straub

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Objetivo

• Conocer algunas capacidades y peculiaridades del
  lenguaje de programación C
• Representar algunos constructos típicos en C
• En esta clase veremos una serie de ejemplos de
  constructos inusuales y/o de bajo nivel en C

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Referencias

• Nigel Jones, A C Test The 0x10 Best Questions
  for Would-be Embedded Programmers, Embedded
  Systems Programming, May 2000.
• Brian W. Kernigan Dennis M. Ritchie, The C
  Programming Language, Second Edition,
  Prentice-Hall, 1988.

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1. Constantes

• Cómo declararía una constante con define que
  represente el número de segundos de un año? No
  considere años bisiestos.
• define SEGAGNO 31536000
• define SEGUNDOS_POR_AGNO 31536000
• define SECONDS_PER_YEAR 31536000
• define SECONDS_PER_YEAR (3600 24 365)
• define SECONDS_PER_YEAR (60 60 24 365)
• define SECONDS_PER_YEAR (60 60 24 365)L

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2. Macros

• Defina la típica macro MIN, que entrega el mínimo
  de 2 argumentos.
• define MIN(A,B) ((A) lt (B) ? (A) (B))
• Qué pasa al ejecutar lo siguiente?
• menor MIN(p,b)

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3. Otras directivas

• Para qué sirve la directiva error?
• Para qué sirve la directiva pragma?
• Para qué sirven las directivas if, else,
  ifdef, ifndef, elif, endif?

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4. Iteración infinita

• Escriba una iteración infinita en C.

while (1) instrucciones
for() instrucciones
while (TRUE) instrucciones

• infinito
• instrucciones
• goto infinito

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5. Declaraciones
Declare la variable a como

• Entero
• Puntero a un entero
• Puntero a puntero a entero
• Arreglo de 10 enteros
• Arreglo de 10 punteros a enteros
• Puntero a arreglo de 10 enteros
• Puntero a función que toman un entero y devuelven
  un entero
• Arreglo de 10 funciones que toman un entero y
  devuelven un entero

• int a
• int a
• int a
• int a10
• int a10
• int (a)10
• int (a)(int)
• int (a)(int)10

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6. Cláusula static

• Explique los usos de la cláusula static
• Mantener el valor de una variable local a una
  función
• Declarar variables locales a un módulo, no
  visibles desde otros módulos
• Declarar funciones locales a un módulo, no
  visibles desde otros módulos

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7. Cláusula const

• Explique el significado de la cláusula const
• Sólo lectura (lo que es distinto de constante)
• Explique el significado de
• const int a
• int const a
• const int a
• int const a
• int const a const

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8. Cláusula volatile

• Dé 3 ejemplos de uso de la cláusula volatile
• Registros de hardware
• Variables compartidas entre procesos
• Variables no automáticas usadas desde una ISR
• Puede haber una variable const volatile?
• Sí, un registro de hardware de sólo lectura
• Qué está mal en esta función?

int square(volatile int ptr) return ptr
ptr
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9. Manipulación de bits

• Escriba una instrucción para encender el bit 3 de
  la variable entera a.
• a a 8
• a 0x8
• define BIT(POS) (0x1 ltlt POS)
• a BIT(3)
• Escriba una instrucción para apagar el bit 3 de
  a.
• a BIT(3)

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Macros para manipular bits

• Defina la macro MASK(SIZE,POS) para hacer
  máscaras de manipulación de bits
• Este es un caso general de la macro BIT
• SIZE es el número de bits de la máscara
• Asuma números de 16 bits
• define MASK(SIZE,POS) \
• ((0xFFFF gtgt (16 SIZE)) ltlt POS)

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Uso de registros de hardware
T
D
I
M
S

• define SIZE_MASK 0xF000
• define TYPE_MASK 0x0300
• define DIRTY_MASK 0x0080
• define I_TIME_MASK 0x0040
• define MODE_MASK 0x0007
• define SIZE_MASK MASK(4,12)
• define TYPE_MASK MASK(2,8)
• define DIRTY_MASK MASK(1,7)
• define I_TIME_MASK MASK(1,6)
• define MODE_MASK MASK(3,0)

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10. Uso de posiciones fijas en memoria

• Necesitamos poner el valor 0xAA55 en la dirección
  de memoria 0x67A8
• Podemos usar moldeo de tipos (type casting)
• int ptr
• ptr (int )0x67A8
• ptr 0xAA55
• Una forma más oscura es
• (int const)(0x67A8) 0xAA55
• Escondamos la oscuridad en una macro
• define MEMORY_ADDRESS_INT(A) ((int
  const)(A))
• MEMORY_ADDRESS_INT(0x67A8) 0xAA55