1、函式指標

學習回呼函式，其實就是函式指標的應用，關于函式指標在之前的文章《指標與函式》中有詳細的講解，這里不再展開詳解，重新貼一下之前文章中函式指標的示例代碼

#include <stdio.h>
void MyFun1(int x);
void MyFun2(int x);
void MyFun3(int x);
typedef void (*FunType)(int); /* ②. 定義一個函式指標型別FunType,與①函式型別一致 */
void CallMyFun(FunType fp, int x);
int main(int argc, char *argv[])
{
    CallMyFun(MyFun1, 10); /* ⑤. 通過CallMyFun函式分別呼叫三個不同的函式 */
    CallMyFun(MyFun2, 20);
    CallMyFun(MyFun3, 30);
}
void CallMyFun(FunType fp, int x) /* ③. 引數fp的型別是FunType，*/
{
    fp(x); /* ④. 通過fp的指標執行傳遞進來的函式，注意fp所指的函式是有一個引數的， */
}
void MyFun1(int x) /* ①. 這是個有一個引數的函式，以下兩個函式也相同， */
{
    printf("MyFun1:%d\n", x);
}
void MyFun2(int x)
{
    printf("MyFun2:%d\n", x);
}
void MyFun3(int x)
{
    printf("MyFun3:%d\n", x);
}

運行結果如下

建議看懂這個示例代碼再往下看本篇文章，如果對示例代碼有疑問，請移步之前的文章《指標與函式》，

2、為什么需要回呼函式

這里先說一下軟體分層的問題，軟體分層的一般原則是：上層可以直接呼叫下層的函式，下層則不能直接呼叫上層的函式，這句話說來簡單，在現實中，下層常常要反過來呼叫上層的函式，

比如你在拷貝檔案時，在界面層呼叫一個拷貝檔案函式，界面層是上層，拷貝檔案函式是下層，上層呼叫下層，理所當然，但是如果你想在拷貝檔案時還要更新進度條，問題就來了，

一方面，只有拷貝檔案函式才知道拷貝的進度，但它不能去更新界面的進度條，另外一方面，界面知道如何去更新進度條，但它又不知道拷貝的進度，怎么辦？

常見的做法，就是界面設定一個回呼函式給拷貝檔案函式，拷貝檔案函式在適當的時候呼叫這個回呼函式來通知界面更新狀態，

上面主要說的一個大型軟體分層理念，作為嵌入式開發程式員，特別是單片機的開發中，由于和硬體結合緊密且需要快速回應，軟體結構大部分是面向程序開發的，回呼函式使用頻率并不高，但在軟體中使用回呼函式，可以讓軟體更加模塊化，

上圖形象展示了回呼函式的作用，上面說到了軟體分層，在嵌入式代碼中我們一般將和硬體互動的代碼稱為硬體層，業務邏輯代碼稱為應用層代碼，對于優秀的的嵌入式代碼，一般要求硬體層和應用層代碼分開，

一般的回呼函式代碼結構如下

typedef void (*ReceiveFarmDataFun)();

static CallbackReceive_t HandlerCompleted;

/*用來注冊回呼函式的功能函式*/
void CallbackRegister (CallbackFunc_t callback_func) {
     HandlerCompleted = callback_func;
}

3、串口應用

在嵌入式應用中，串口通信是很經典且常用的外設，舉一個簡單的栗子，接收的串口資料幀頭是@，幀尾是*，中間資料不可能出現@和*，那么一般情況下代碼如下撰寫，

/*串口中斷函式*/
uint8_t receive_flg = 0;
uint8_t receive_data[100];
uint8_t USART1_data = 0;
uint8_t USART1_data_len = 0;
uint8_t USART1_receive_sta = 0;
void USART1_IRQHandler(void)
{
  uint8_t data_tmp;
  if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE))
  {
    data_tmp = USART_ReceiveData(USART1);
    if((data_tmp == '*')&&(USART1_receive_sta == 1))
    {
      receive_flg = 1;
      USART1_receive_sta = 0;
      receive_data[USART1_data_len++] = data_tmp;
    }
    if(receive_flg == 0){
      if(data_tmp == '@')
      {
        USART1_receive_sta = 1;
        USART1_data_len = 0;
      }
      if(USART1_receive_sta)
        receive_data[USART1_data_len++] = data_tmp;
      if(USART1_data_len > (100-1))
      {
        receive_flg = 0;
        USART1_receive_sta = 0;
      }
    }
    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_RXNE);
  }
}
/*應用層代碼，簡單化->在main函式*/
void main()
{
    /*省略其他代碼*/
    while(1)
    {
        if(receive_flg == 1)//通過檢查receive_data判斷是否接收到函式
        {
          /*通過receive_data陣列處理資料*/
          receive_flg = 0;
        }
    }
}

這樣實作功能是沒有問題的，在我接觸到很多的專案中的確是類似的架構，但是它的移植性較差，

還有一種情況，那就是如果你接到需求把硬體層封裝給客戶使用，不讓客戶看到原始碼，封裝成庫，起到"保護通訊協議"的目的，那么你要告訴客戶，需要判斷receive_flg變數，然后讀取receive_data陣列的內容？？？

不得不說，你這樣干是可以的，但是大部分公司不會這樣干的，這時候可以使用回呼函式來解決這個問題，

/*開放給客戶的頭檔案*/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include <stdio.h>
typedef void (*ReceiveFarmDataFun)(uint8_t *buff,uint32_t bufferlen);
extern void CallbackRegister (CallbackFunc_t callback_func)；

/*封裝的函式*/
static CallbackReceive_t HandlerCompleted;
void CallbackRegister (CallbackFunc_t callback_func) {
     HandlerCompleted = callback_func;
}
uint8_t receive_flg = 0;
uint8_t receive_data[100];
uint8_t USART1_data = 0;
uint8_t USART1_data_len = 0;
uint8_t USART1_receive_sta = 0;
void USART1_IRQHandler(void)
{
  uint8_t data_tmp;
  if(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE))
  {
    data_tmp = USART_ReceiveData(USART1);
    if((data_tmp == '*')&&(USART1_receive_sta == 1))
    {
      receive_flg = 1;
      USART1_receive_sta = 0;
      HandlerCompleted(receive_data,USART1_data_len);
    }
    if(receive_flg == 0){
      if(data_tmp == '@')
      {
        USART1_receive_sta = 1;
        USART1_data_len = 0;
      }
      if(USART1_receive_sta)
        receive_data[USART1_data_len++] = data_tmp;
      if(USART1_data_len > (100-1))
      {
        receive_flg = 0;
        USART1_receive_sta = 0;
      }
    }
    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_RXNE);
  }
}

那么客戶拿到的有用資訊如下

typedef void (*ReceiveFarmDataFun)(uint8_t *buff,uint32_t bufferlen);
extern void CallbackRegister (CallbackFunc_t callback_func)；

客戶可以寫如下代碼

void uartdatadeal(uint8_t *buff,uint32_t bufferlen)
{
    /*buff指標存盤了串口資料，bufferlen存盤資料長度*/
    /*客戶的應用層代碼*/
}
void main()
{
    /*省略其他代碼*/
    CallbackRegister (uartdatadeal);
    while(1)
    {
    }
}

這樣的話，就可以解決上述問題，客戶只要注冊一下串口接收的函式，當接收到有效資料后，就可以跳轉到用戶的代碼，而你可以將自己的硬體層封裝起來，

看到這里可能有嵌入式大佬意識到某些問題了，這樣寫代碼，資料處理的函式就等于在中斷里了，這是不合理的啊，

是的，是有這個問題，所以給客戶的庫檔案必須說明這一點，讓客戶自行選擇，客戶不想在中斷中執行，可以再按照我們一開始的邏輯寫啊，如下

void uartdatadeal(uint8_t *buff,uint32_t bufferlen)
{
    /*buff指標存盤了串口資料，bufferlen存盤資料長度*/
    receive_flg = 1;
}
void main()
{
    /*省略其他代碼*/
    CallbackRegister (uartdatadeal);
    while(1)
    {
        if(receive_flg == 1)
        {
            /*處理資料*/
           receive_flg = 0;         
        }
    }
}

事實上，芯片/模塊廠家寫SDK經常這樣做，一些大型的開源庫也會這樣用，典型的如lwip庫，

4、后記

讀到這里的同學可能覺得這完全是“脫褲子放屁”啊，這屬于“炫技”啊，沒什么用啊，誠然在很多應用中，特別是一些單片機專案中，代碼量不大，使用類似receive_flg全域變數控制，代碼結構也清晰啊，

并且專案不需封裝庫給客戶，一個單片機軟體開發工程師可以吃透整個專案的代碼，根本不需要這樣的“騷操作”，

關于回呼函式，我的態度是：回呼函式可以使我們的代碼更高效且更易于維護，降低耦合，明智地使用它們很重要，否則過度使用回呼(函式指標)會使代碼難以進行排查和除錯，

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標籤：嵌入式

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