中华人民共和国国家标准（GB/T 30997-2014/ISO/IEC TR 18037：2008）：编程语言 C 支持嵌入式处理器的扩展 [Programming Languages-C-Extensions to Support Embedded Processors] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会 编

图书标签:

• C语言
• 嵌入式系统
• 国家标准
• GB/T 30997-2014
• ISO/IEC TR 18037:2008
• 编程语言
• 嵌入式处理器
• 标准规范
• 技术标准
• 软件开发

出版社： 中国标准出版社

ISBN：155066149469

版次：1

商品编码：11582227

包装：平装

外文名称：Programming Languages-C-Extensions to Support Embedded Processors

开本：16开

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：71

字数：1400

内容简介

　　《中华人民共和国国家标准（GB/T 30997-2014/ISO/IEC TR 18037：2008）：编程语言 C 支持嵌入式处理器的扩展》规定了ISO／IEC 9899:1999编程语言C的一系列扩展。这些扩展支持嵌入式处理器。
　　《中华人民共和国国家标准（GB/T 30997-2014/ISO/IEC TR 18037：2008）：编程语言 C 支持嵌入式处理器的扩展》的每章都处理一个特定的主题。第4、5、6章的第一条都包含了对该主题的特征的技术描述。这些条文提供了概览但不包含所有的细节。每一章的最后一条都包含对ISO／IEC 9899:1999编程语言C的编辑性修改，这些修改对完整地规定ISO／IEC 9899：1999中相关主题是必要的，并提供一个完整的定义。附加的解释和原理列在附录中。
　　《中华人民共和国国家标准（GB/T 30997-2014/ISO/IEC TR 18037：2008）：编程语言 C 支持嵌入式处理器的扩展》适用于使用C语言对嵌入式处理器进行程序开发的过程。

内页插图

目录

前言
引言
1 范围
2 规范性引用文件
3 符合性
4 定点运算
4.1 定点数据类型概述和原则
4.2 对ISO/IEC 9899:1999的详细变更
5 命名地址空间和命名寄存器存储类
5.1 命名地址空间概述及原则
5.2 命名寄存器存储类概述及其原则
5.3 对ISO/IEC9899:1999的详细变更
6 基本I/O硬件寻址
6.1 原理
6.2 术语
6.3 基本I/O硬件寻址头文件
6.4 规定I/O寄存器
6.5 对ISO/IEC9899:1999的详细变更

附录A （资料性附录）定点运算
A.1 定点数据类型
A.2 _Fract和_Accum中数据位的个数
A.3 可能的数据类型实现
A.4 舍入和溢出
A.5 类型转换，一般算术转换
A.6 涉及定点类型的运算
A.7 1和-1乘法结果的例外
A.8 语言变量和unsigned_Fract:无符号定点类型的示例
附录B （资料性附录）命名地址空间和命名寄存器存储类
B.1嵌入式系统的扩展内存支持
B.1.1 命名地址空间的修饰符
B.1.2 应用定义的多个地址空间支持
B.1.3 内在地址空间或用户定义地址空间的I/O寄存器定义
附录C （资料性附录）实现(IOWH.H)头文件
C.1 通则
C.1.1推荐步骤
C.1.2 编译器的考虑
C.2 I/O硬件连接选项概述
C.2.1 多寻址和I/O寄存器的字节序
C.2.2 地址交叉
C.2.3 I/O连接概述.
C.2.4 通用的缓冲索引
C.3 不同的I/O寻址方法的I/O寄存器指定符
C.4 原子操作
C.5 读-改-写操作和多寻址的情况
C.6 I/O初始化
C.7 I/O硬件访问的内在特性
附录D （资料性附录）实现的迁移路径
D.1 实现的迁移路径
D.2 基于C宏的实现
D.2.1 访问规格方法
D.2.2 一种D.2.3 特征
D.2.4 头文件
D.2.5 用户的I/O寄存器指定符定义
D.2.6 驱动函数
附录E（资料性附录）本标准中未包括的功能
E.1 循环缓冲
E.2 复杂数据类型
E.3 嵌入式系统中BCD数据类型的考虑
E.4 取模回绕溢出
附录F （资料性附录）C++兼容性和移植问题
F.1 定点运算
F.2 多地址空间支持
F.3 基础I/O硬件寻址

前言/序言

图书简介：面向现代工业自动化与嵌入式系统开发的C语言扩展标准解析 书名： 面向现代工业自动化与嵌入式系统开发的C语言扩展标准解析 核心主题： 本书深入探讨了在资源受限和对实时性有严格要求的现代嵌入式和工业自动化环境中，如何利用C语言的标准扩展特性来优化代码、提高效率和确保系统可靠性。 内容聚焦： 本书并非对《中华人民共和国国家标准（GB/T 30997-2014/ISO/IEC TR 18037：2008）》的直接阐述或转述，而是基于该国际技术报告（TR）所揭示的行业需求和技术趋势，构建了一套面向实际应用的、更具前瞻性和操作性的C语言在特定领域的应用指南。 我们专注于解决嵌入式系统开发人员在以下几个关键领域面临的挑战： 第一部分：嵌入式系统与C语言环境的适配性挑战 1. 资源受限下的编程范式： 本部分详细分析了传统C语言在内存映射、寄存器访问、原子操作和中断服务程序（ISR）设计中与现代微控制器（MCU）硬件特性之间的固有矛盾。重点阐述了如何通过标准的C语言结构（如`volatile`关键字的正确使用、位字段的优化布局）来弥补硬件抽象层（HAL）的不足。 2. 确定性与实时性保障： 工业控制系统对时间延迟的容忍度极低。本书系统性地探讨了如何使用C语言编写具有确定性执行时间的代码。这包括对编译器优化级别（如O0到O3）对代码执行时间的影响进行量化分析，并提供了一套避免引入非确定性延迟（如动态内存分配、递归调用在特定架构下的表现）的最佳实践。 3. 跨平台移植性的权衡： 尽管嵌入式开发常涉及特定的硬件平台，但现代项目要求一定的代码可移植性。我们深入研究了C语言的标准库（如`stdint.h`中的固定宽度整数类型）如何在不同位宽（8位、16位、32位甚至64位）的处理器之间提供一致的数据表示，以及在涉及浮点运算和硬件寄存器读写时，如何构建可插拔的抽象层。 第二部分：高级抽象与硬件交互机制 4. 内存模型的精细控制： 嵌入式系统中，数据存储位置（代码区、数据区、BSS区、SRAM、Flash）直接影响性能和安全性。本书详述了如何使用C语言的扩展内存空间限定符（如GCC或Clang扩展的`__attribute__((section(".my_data")))`）来强制变量或函数放置在特定地址，这对于启动代码、看门狗定时器（WDT）和只读配置数据的存储至关重要。 5. 并发性与中断安全编程实践： 在多任务或中断驱动的系统中，共享数据的同步是核心难题。本书超越了简单的互斥锁概念，着重于如何利用C语言的原子操作内置函数（如GCC的`__atomic_fetch_add`系列或特定架构的汇编内联）来实现高效、无锁的数据交换，尤其是在处理来自高速外设（如DMA控制器）的中断事件时。 6. 异常处理与错误恢复机制： 传统的C语言缺乏结构化的异常处理。本书探讨了在没有C++异常机制的情况下，如何利用`setjmp/longjmp`结合特定的状态机设计，来优雅地处理关键错误（如硬件校验和错误、看门狗复位前的最后诊断），并在不完全重启系统的情况下恢复到安全状态。 第三部分：代码质量、调试与工具链集成 7. 编译时元编程与代码生成： 为了适应特定的硬件配置，现代嵌入式软件需要高度定制化。我们详细介绍了如何利用C语言的预处理器宏（Preprocessor Macros）进行强大的编译时代码生成和条件编译，以实现针对不同芯片系列的统一接口层，减少冗余代码，并确保只有需要的驱动代码被编译进最终固件。 8. 静态分析与编码规范强化： 本书提供了在C语言项目中使用PC-Lint、Cppcheck等工具，结合MISRA C或AUTOSAR C标准，对代码进行严格静态分析的流程。重点讲解了如何配置这些工具，以识别出可能在嵌入式环境中导致未定义行为（Undefined Behavior）的C语言结构，例如有符号整数溢出、指针类型转换的潜在风险等。 9. 调试接口与内存诊断技术： 在目标硬件上进行调试的限制性极强。我们讲解了如何利用C语言结构体来模拟JTAG/SWD接口的数据包结构，以及如何编写轻量级的“打印”函数（例如，不使用标准库`printf`，而是直接写入UART寄存器），用于在调试受限的环境下输出关键状态信息，辅助定位硬件初始化或栈溢出问题。 目标读者： 本书面向具备一定C语言基础的嵌入式软件工程师、固件开发者、实时操作系统（RTOS）内核开发者，以及需要进行工业控制器或物联网设备底层驱动开发的专业技术人员。它旨在将理论标准转化为可立即应用于生产环境的实践策略。

评分☆☆☆☆☆

这本书，说实话，我拿到手的时候心里是有些忐忑的。毕竟标题里那一串“GB/T 30997-2014”和“ISO/IEC TR 18037：2008”就足以让大多数人望而却步了。我原本是想找一些关于现代C语言在嵌入式领域应用的实战技巧或者是一些比较流行的微控制器编程范例的。结果，我发现手里的这本书更像是一本严谨的技术规范的翻译和本地化版本，而不是一本面向应用开发者的“操作手册”。它聚焦于“扩展”这个概念，详细阐述了C语言标准需要如何调整或补充，才能更好地服务于那些资源受限、架构多样的嵌入式处理器环境。书中对那些特定于编译器的行为、内存模型的变化、以及如何确保代码的可移植性进行了非常细致的论述。我个人觉得，对于初入嵌入式领域，或者只想快速上手写点驱动程序的人来说，这本书的阅读门槛确实有点高，里面的术语和逻辑推理非常学术化，读起来就像是在啃一本官方的修订草案，缺乏那种即时反馈的“Aha!”时刻。它告诉你“应该是什么样”，而不是“你怎么做”。

评分☆☆☆☆☆

我尝试用一种“追根溯源”的心态去阅读这本书，看看标准制定者是如何看待嵌入式这个“非标准”领域的。坦白说，阅读过程颇为费力。它的行文风格极其正式和精确，每一个限定词的使用都充满了规范语言的严谨性，这大大降低了阅读的流畅度。与其说是在“阅读”，不如说是在“解析”条款。例如，对于内存模型的描述，它会详细区分“抽象机”和“实际硬件”之间的差异，并通过一系列的假设和约束来定义“扩展”的边界。这种对抽象理论的执着，使得书中的论述虽然逻辑严密，但与我实际在IDE中敲代码、观察寄存器变化的体验之间，存在一道难以逾越的鸿沟。我更喜欢那种能即刻反映到编译输出或运行时表现上的技术文档，这本书给我的感觉，更像是在描述一个理想化的、纯粹的“嵌入式C语言虚拟机”。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的价值，或许在于它为理解C语言在嵌入式领域中那些“未言明”规则的制定提供了官方背景和理论支撑。对于需要参与到编译器前端开发、或者负责维护大型嵌入式软件架构一致性的资深工程师来说，这本书的参考意义是无可替代的。它提供了一套官方认可的、关于“C语言如何扩展以支持嵌入式处理器”的蓝图。然而，对于绝大多数活跃在产品一线的嵌入式开发者而言，这种深度的、面向标准制定的讨论，显得有些“曲高和寡”。我没有从中找到任何关于内存分配器优化的小技巧，也没有关于最新 C++ 标准特性在受限环境下的可行性分析。它更像是一块坚实但冰冷的基石，描述了地基的材料和结构，但完全没有提及在这基石上该如何建造一栋可以居住的房子。它是一份规范，而非一份向导。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，深入理解一门语言的核心设计哲学，对于写出高质量、高性能的代码至关重要，尤其是在对性能和资源消耗斤斤计较的嵌入式世界里。因此，我怀着学习“标准制定者思维”的目的翻开了这本书。遗憾的是，它给我的感觉更像是一份标准草案的技术说明书，而不是一本教学读物。它的大部分篇幅都在讨论C语言在面对各种非标准硬件特性时，如何通过定义清晰的接口和预处理器宏来实现“兼容性”和“可移植性”的平衡。比如，它会深入探讨 volatile 关键字在不同内存访问模型下的语义精确性，或者对位域（bit-fields）的实现细节进行标准化讨论。这些内容对于编写跨平台底层库的工程师来说无疑是宝贵的参考资料，能让你清楚地知道你的代码在理论上能达到多高的可信赖度。但对于日常的应用层开发者来说，这些细节的深度可能会让人感到过于晦涩和脱节，很难将这些规范性的描述直接转化为屏幕上快速跑起来的实际应用代码。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构和组织方式，非常鲜明地体现了其作为技术报告（TR）的属性。它不是一本“教程”，而是一份“参考指南”。我期望看到的，比如实时操作系统（RTOS）的集成策略、低功耗模式下的中断处理最佳实践，或者关于特定指令集扩展（如SIMD）如何被C语言映射的案例分析，在书中几乎找不到。它更像是站在一个更高、更抽象的层面，探讨“C语言如何被嵌入式系统接纳”这一宏大命题。因此，如果你指望通过这本书来学习如何使用 FreeRTOS 调度任务，或者如何优化你的 ADC 采样中断延迟，你可能会感到大失所望。它提供的知识深度集中在语言规范的边界和扩展机制上，而不是具体的应用场景下的性能调优技巧。这使得它更适合图书馆里的参考书架，而不是我日常的开发工作台。