НазадОглавлениеДалее

3.3.3. Описатели с модификаторами

В разделе 1.4 "Ключевые слова" приведен перечень специальных ключевых слов, реализованных в СП MSC и СП ТС. Использование специальных ключевых слов (называемых в дальнейшем модификаторами) в составе описателей позволяет придавать объявлениям специальный смысл. Информация, которую несут модификаторы, используется компилятором языка Си в процессе генерации кода.

Рассмотрим правила интерпретации объявлений, содержащих модификаторы const, volatile, cdecl, pascal, near, far, huge, interrupt.

3.3.3.1. Интерпретация описателей с модификаторами

Модификаторы cdecl, pascal, interrupt воздействуют на идентификатор и должны быть записаны непосредственно перед ним.

Модификаторы const, volatile, near, far, huge воздействуют либо на идентификатор, либо на звездочку, расположенную непосредственно справа от модификатора. Если справа расположен идентификатор, то модифицируется тип объекта, именуемого этим идентификатором. Если же справа расположена звездочка, то модифицируется тип объекта, на который указывает эта звездочка, т.е. эта звездочка представляет собой указатель на модифицированный тип. Таким образом, конструкция <модификатор>* читается как "указатель на модифицированный тип". Например,
int const *p; - это указатель на const int, a
int * const p; - это const указатель на int. Модификаторы const и volatile могут также записываться и перед спецификацией типа.

В СП ТС использование модификаторов near, far, huge ограничено: они могут быть записаны только перед идентификатором функции или перед признаком указателя (звездочкой).

Допускается более одного модификатора для одного объекта (или элемента описателя). В следующем примере тип функции func модифицируется одновременно специальными ключевыми словами far и pascal. Порядок специальных ключевых слов неважен, т.е. комбинации far pascal и pascal far имеют один и тот же смысл.
int far * pascal far func()

Тип значения, возвращаемого функцией func, представляет собой указатель на значения типа int. Тип этих значений модифицирован специальным ключевым словом far.

Как обычно, в объявлении могут быть использованы круглые скобки для изменения порядка его интерпретации.

Пример:
char7 far6 *(far2 *getint1)3(int5 far4 *);

В примере показано объявление с различными вариантами расположения модификатора far. Учитывая правило, согласно которому модификатор воздействует на элемент описателя, расположенный справа от него, можно проинтерпретировать это объявление следующим образом (шаги интерпретации пронумерованы):
1. Идентификатор getint объявляется как
2. Указатель на far
3. Функцию, требующую
4. Один аргумент, который является указателем на far
5. Значение типа int
6. И возвращающую указатель на far
7. Значение типа char

3.3.3.2. Модификаторы const и volatile

Модификатор const не допускает явного присваивания значения переменной либо других косвенных действий по изменению ее значения, таких как выполнение операций инкремента и декремента. Значение указателя, объявленного с модификатором const, не может быть изменено, в отличие от значения объекта, на который он указывает. В СП MSC, в отличие от СП ТС, недопустима также инициализация const объектов, имеющих класс памяти auto (поскольку их инициализация должна выполняться каждый раз при входе в блок, содержащий их объявления).

Применение модификатора const помогает выявить нежелательные присваивания значений переменным. Переменные, объявленные с модификатором const, могут быть загружены в ячейки постоянной памяти (ПЗУ).

Модификатор volatile противоположен по смыслу модификатору const. Он указывает на то, что значение переменной может быть изменено; но не только непосредственно программой, а также и внешним воздействием, например программой обработки прерываний, либо, если переменная соответствует порту ввода/вывода, обменом с внешним устройством. Объявление объекта с модификатором volatile предупреждает компилятор языка Си, что не следует делать предположений относительно стабильности значения объекта в момент вычисления содержащего его выражения, т.к. значение может (теоретически) измениться в любой момент. Для выражений, содержащих объекты типа volatile, компилятор языка Си не будет применять методы оптимизации, а сами объекты не будет загружать в машинные регистры.

Возможно одновременное использование в объявлении модификаторов const и volatile. Это означает, что значение объявляемой переменной не может модифицироваться программой, но подвержено внешним воздействиям.

Если с модификатором const или volatile объявляется переменная составного типа, то действие модификатора распространяется на все ее составляющие элементы. Возможно применение модификаторов const и volatile в составе объявлен typedef.

Примечание. При отсутствии в объявлении спецификации типа и наличии модификатора const или volatile подразумевается спецификация типа int.

Примеры:
float const pi=3.1415926;
const maxint=32767;
/*указатель с неизменяемым значением*/
char *const str="Здравствуй, мир!";
/*указатель на неизменяемую строку*/
char const *str2="Здравствуй, мир!";
С учетом приведенных объявлений следующие операторы недопустимы:
pi=3.0; /*Присвоение значения константе*/
i=maxint--; /*Уменьшение константы*/
str="Привет!"; /*Переназначение указателя*/

Однако вызов функции strcpy (str, "Привет!") допустим, т.к. в данном случае осуществляется посимвольное копирование строки "Привет!" в область памяти, на которую указывает str. Поскольку компилятор "не знает", что делает функция strcpy, он не считает эту ситуацию недопустимой.

Аналогично, если указатель на тип const присвоить указателю на тип, отличный от const, то через полученный указатель можно присвоить значение. Если же с помощью операции приведения типа преобразовать указатель на const к указателю на тип, отличный от const, то СП MSC, в отличие от СП ТС, не позволит выполнить присваивание через преобразованный указатель.

Пример:
volatile int ticks;
void interrupt timer()
{
ticks++;
}
wait(int interval)
{
ticks=0;
while (ticks;
}

Функция wait будет "ждать" в течение времени, заданного параметром interval при условии, что функция timer корректно связана с аппаратным прерыванием от таймера. Значение переменной ticks изменяется в функции timer каждый раз при наступлении прерывания от таймера. Модификатор interrupt описан в разделе 3.3.3.5.

Если бы переменная ticks была объявлена без модификатора volatile, то компилятор языка Си с высоким уровнем оптимизации вынес бы за пределы цикла while сравнение переменных ticks и interval, поскольку в теле цикла их значения не изменяются. Это привело бы к зацикливанию программы.

3.3.3.3. Модификаторы cdecl и pascal

Рассматриваемые системы программирования в языке Си позволяют обращаться из программы на языке Си к программам, написанным на других языках, и обратно. При смешивании языков программирования приходится иметь дело с двумя важными проблемами: написанием внешних имен и передачей параметров.

Результатом работы компилятора языка Си является файл, содержащий объектный код программы. Файлы с объектным кодом, полученные при компиляции всех исходных файлов, составляющих программу, компоновщик объединяет в один выполнимый файл. При этом производится так называемое разрешение ссылок на глобальные объекты из разных исходных файлов программы.

При компиляции все глобальные идентификаторы программы, т.е. имена функций и глобальных переменных, сохраняются в объектном коде и используются компоновщиком в процессе работы. По умолчанию эти идентификаторы сохраняются в своем первоначальном виде (т.е. набранные прописными, строчными буквами либо и теми, и другими). Кроме того, в качестве первого символа каждого идентификатора компилятор языка Си добавляет символ подчеркивания.

Компоновщик по умолчанию различает прописные и строчные буквы, поэтому идентификаторы, используемые в различных исходных файлах программы для именования одного и того же объекта, должны полностью совпадать с точки зрения как орфографии, так и регистров клавиатуры. Для обеспечения совпадения идентификаторов, используемых в разноязычных исходных файлах, применяются модификаторы pascal и cdecl.

Модификатор pascal

Применение модификатора pascal к идентификатору приводит к тому, что идентификатор преобразуется к верхнему регистру и к нему не добавляется символ подчеркивания. Этот идентификатор может использоваться для именования в программе на языке Си глобального объекта, который используется также в программе на языке Паскаль. В объектном коде, сгенерированном компилятором языка Си, и в объектном коде, сгенерированном компилятором языка Паскаль, идентификатор будет представлен идентично.

Если модификатор pascal применяется к идентификатору функции, то он оказывает влияние также и на передачу аргументов. Засылка аргументов в стек производится в этом случае не в обратном порядке, как принято в компиляторах языка Си в СП MSC и СП ТС, а в прямом - первым засылается в стек первый аргумент.

Функции типа pascal не могут иметь переменное число аргументов, как, например, функция printf. Поэтому нельзя использовать завершающее многоточие в списке параметров функции типа pascal.

Пример: см. пример 4 в разделе 3.3.3.4.

Модификатор cdecl

Существует опция компиляции, которая присваивает всем функциям и указателям на функции тип pascal. Это значит, что они будут использовать вызывающую последовательность, принятую в языке Паскаль, а их идентификаторы будут приемлемы для вызова из программы на Паскале. При этом можно указать, что некоторые функции и указатели на функции используют вызывающую последовательность, принятую в языке Си, а их идентификаторы имеют традиционный вид для идентификаторов языка Си. Для этого их объявления должны содержать модификатор cdecl.

Примечание. Все функции в стандартных включаемых файлах (например, stdio.h) объявлены с модификатором cdecl. Это позволяет использовать библиотеки стандартных функций даже в тех программах, которые компилируются с упомянутой выше опцией компиляции.

Примечание. Главная функция программы (main) должна быть всегда объявлена с модификатором cdecl, поскольку модуль поддержки выполнения передает ей управление, используя вызывающую последовательность языка Си.

Пример: см. пример 3 в разделе 3.3.3.4.

3.3.3.4. Модификаторы near, far, huge

Эти модификаторы оказывают воздействие на работу с адресами объектов.

Компилятор языка Си позволяет использовать при компиляции одну из нескольких моделей памяти. Виды моделей памяти и методы их применения рассмотрены в разделе 8 "Модели памяти".

Модель, которую вы используете, определяет размещение в оперативной памяти вашей программы и данных, а также внутренний формат указателей. Однако при использовании какой-либо модели памяти можно объявить указатель с форматом, отличным от действующего по умолчанию. Это делается с помощью модификаторов near, far и huge.

Указатель типа near - 16-битовый; для определения адреса объекта он использует смещение относительно текущего содержимого сегментного регистра. Для указателя типа near доступная память ограничена размером текущего 64-килобайтного сегмента данных.

Указатель типа far - 32-битовый; он содержит как адрес сегмента, так и смещение. При использовании указателей типа far допустимы обращения к памяти в пределах 1-мегабайтного адресного пространства процессора Intel 8086/8088, однако значение указателя типа far циклически изменяется в пределах одного 64-килобайтного сегмента.

Указатель типа huge - 32-битовый; он также содержит адрес сегмента и смещение. Значение указателя типа huge может быть изменено в пределах всего 1-мегабайтного адресного пространства. В СП ТС указатель типа huge всегда хранится в нормализованном формате. Это имеет следующие следствия:

- операции отношения ==, !=, <, >, <=, >= выполняются корректно и предсказуемо над указателями типа huge, но не над указателями типа far;

- при использовании указателей типа huge требуется дополнительное время, т.к. программы нормализации должны вызываться при выполнении любой арифметической операции над этими указателями. Объем кода программы также возрастает.

В СП MSC модификатор huge применяется только к массивам, размер которых превышает 64 К. В СП ТС недопустимы массивы больше 64 К, а модификатор huge применяется к функциям и указателям для спецификации того, что адрес функции или указуемого объекта имеет тип huge.

Для вызова функции типа near используются машинные инструкции ближнего вызова, для типов far и huge - дальнего.

Примеры:
/*пример 1*/
int huge database[65000];
/*пример 2*/
char *far *x;
/*пример 3*/
double near cdecl calc(double, double);
double cdecl near calc(double, double);
/*пример 4*/
char far pascal initlist[INITSIZE];
char far *nextchar, far *prevchar, far *currentchar;

В первом примере объявляется массив с именем database, содержащий 65000 элементов типа int. Поскольку размер массива превышает 64 Кбайта, его описатель должен быть модифицирован специальным ключевым словом huge.

Во втором примере специальное ключевое слово far модифицирует расположенную справа от него звездочку, делая x указателем на far указатель на значение типа char. Это объявление можно для ясности записать и так:
char *(far *x);

В примере 3 показано два эквивалентных объявления. В них объявляется calc как функция с модификаторами near и cdecl.

В примере 4 также представлены два объявления. Первое объявляет массив типа char с именем initlist и модификаторами far и pascal. Модификатор pascal указывает на то, что имя данного массива используется не только в программе на языке Си, но и в программе на языке Паскаль (или другом языке программирования с подобными правилами написания имен внешних переменных). Модификатор far указывает на то, что для доступа к элементам массива должны использоваться 32-битовые адреса.

Второе объявление объявляет три указателя на far значения типа char с именами nextchar, prevchar и currentchar. Эти указатели могут быть, в частности, использованы для хранения адресов элементов массива initlist. Обратите внимание на то, что специальное ключевое слово far должно быть повторено перед каждым описателем.

3.3.3.5. Модификатор interrupt

Модификатор interrupt предназначен для объявления функций, работающих с векторами прерываний процессора 8086/8088. Для функции типа interrupt при компиляции генерируется дополнительный код в точке входа и выхода из функции, для сохранения и восстановления регистров микропроцессора АХ, ВХ, СХ, DX, SI, DI, ES и DS. Остальные регистры - ВР, SP, SS, CS и IP сохраняются всегда как часть вызывающей последовательности языка Си или часть самой системы обработки прерывания.

См. пример в разделе 3.3.3.1.

Функции прерываний следует объявлять с типом возвращаемого значения void.

Функции прерываний поддерживаются для всех моделей памяти. В СП MSC, в малой и средней модели в регистр DS заносится при входе в функцию адрес сегмента данных всей программы, а в компактной, большой и максимальной модели в регистр DS заносится адрес сегмента данных программного модуля. В СП ТС только в максимальной модели в регистр DS заносится адрес сегмента данных программного модуля, а в остальных моделях - адрес сегмента данных всей программы.

Модификатор interrupt не может использоваться совместно с модификаторами near, far, huge.


НазадОглавлениеДалее