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1. C语言函数组成

// 返回类型 函数名 参数列表 int add (int a, int b) { // 函数体 int ret = a + b; // 返回值 return ret; }

在C语言中，函数是执行特定任务的独立代码块。一个函数可以接收参数（如果有的话），执行一系列操作，然后可选地返回一个值。C语言中的函数组成主要包括以下几个部分：

1. ‌返回类型‌：
   函数的返回类型指定了函数执行完成后返回值的类型。例如，int、void、float、char等。void表示该函数不返回任何值。

2. ‌函数名‌：
   这是函数的标识符，用于在程序中调用该函数。函数名必须是合法的标识符，且在程序中是唯一的。

3. ‌参数列表‌：
   参数列表定义了函数执行时可以接收的数据。参数可以有零个或多个，每个参数都有一个类型和一个名称。参数之间用逗号分隔。如果函数不需要参数，则参数列表为空，写成void（例如int add(int a, int b)）。

4. ‌函数体‌：
   函数体是包含了一组执行特定任务的语句的大括号{}内的部分。这是函数的实际代码实现。

5. ‌返回值‌：
   在函数体内部，可以使用return语句返回一个值。返回值的类型必须与函数的返回类型匹配。如果函数的返回类型是void，则不能使用return语句返回一个值（但可以使用return;仅表示提前退出）。

2. C语言函数传入传出参数

在读下面内容之前，可以先思考一个问题：为什么使用变量传入参数给函数，在函数里面无法直接改变传入变量的值？

还是以 add 函数为例。c语言代码：

int add(int a, int b) { return a + b; } int main(void) { add(1, 2); return 0; }

对应ARM汇编代码：

add: 0x080001AE 4602 MOV r2, r0 ; 把r0的值给 r2寄存器 0x080001B0 1850 ADDS r0, r2, r1 ; r2和r1的值相加，给r0, 用于传出参数 0x080001B2 4770 BX lr ; 跳转回函数调用地址 main: 0x080001B6 2102 MOVS r1, #0x02 ; 立即数赋值. 把 数字2 写入 r1寄存器 0x080001B8 2001 MOVS r0, #0x01 ; 把 数字1 写入 r0寄存器 0x080001BA F7FFFFF8 BL.W add (0x080001AE) ; 调用/进入 add 函数 0x080001BE 2000 MOVS r0, #0x00 ; return 0

从汇编代码可以看出：

• 传入参数：对函数传入参数时，需要把参数传给 r 寄存器，进入函数后，函数再从 r 寄存器里获取数据。
• 传出参数：函数传出或者返回值时，同样通过 r 寄存器向外传入参数。

也就是说 r 寄存器可以作为函数传入传出的介质。

以下为ARM寄存器组说明：

ARM约定，R0-R3 寄存器传递函数前 4 个参数。

那么如果函数大于四个参数呢？

聪明的你应该已经想到了，内存也可以用于保存参数。ARM正是这样做的：超过4个参数，则进行压栈处理。

当然，不同芯片架构，不同编译器也会有区别，这里不展开讨论。

回到上面的问题：为什么使用变量传入参数给函数，在函数里面无法直接改变传入变量的值？

简单来说，因为数据经过了拷贝，在函数里是改变的并不是原来的变量里的内容。

3. 函数调用和返回

我们还是看上面的例子，但只看调用和返回部分。

add: 0x080001B2 4770 BX lr ; 跳转回函数调用地址 0x080001BE main: 0x080001BA F7FFFFF8 BL.W add (0x080001AE) ; 调用/进入 add 函数 0x080001BE 2000 MOVS r0, #0x00 ; return 0

我们在第一篇讲过，汇编代码组织方式可以按功能流程组织代码块，执行不同功能时只需要跳转到对应的代码块。

C语言进入到子函数也是通过跳转方式实现的，跳转前BL会自动将下一条指令的地址放入LR寄存器，子函数通过LR寄存器的地址返回到原来的地址。

我们再看看多层嵌套函数：

function_2: 0x080001B8 4770 BX lr function_1: 0x080001BA B500 PUSH {lr} 0x080001C0 F7FFFFF8 BL.W function_2 (0x080001B4) 0x080001C4 BD00 POP {pc} main: 0x080001CA F7FFFFF6 BL.W function_1 (0x080001BA) 0x080001CE 2000 MOVS r0, #0x00

function_1 进入子函数 function_2 前，需要把 LR寄存器 PUSH压栈，返回的时候POP 值直接给到PC，CPU立即跳回调用者的下一行。更多层的函数嵌套也是一样的。

这里有一个小技巧：在调试时，我们可以使用调试器的调用栈功能，如果代码出现fault，就能很直观的看到函数调用关系，方便解bug。

4. C语言代码优化

经过上面的内容，我们能明显发现一个问题，每次调用函数都需要进行参数拷贝，不仅需要消耗拷贝时间，参数多的时候也消耗内存空间。另外，函数调用的越深，栈使用的也会越多。在使用内存资源比较小的芯片，我们需要尽可能的减少资源消耗。

1. 对于参数拷贝问题，我们可以使用以下方法优化：

• 用宏替代简单的函数。
• inline 内联函数。需要注意的是，内联函数代码及变量需要尽可能的少，否则在内联函数展开后可能会适得其反。

但其实一般情况下，编译器已经能做的足够好，只要我们提高编译优化等级就能很好的优化掉此类问题。

2. 对于函数调用深度问题，可以考虑以下方法：

• 避免过度封装函数
• 定时器等回调函数可以设置触发标志，在另一处进行具体函数处理
• 使用事件驱动型架构，降低调用层级