代码收藏家技术教程 2023-08-01

理解和使用_weak弱函数

_weak 弱函数目录

一、修饰函数

两个重要点：
1、__weak 和 __attribute__((weak)) 在声明和定义的时候，其所处的位置有不同。
2、__weak 仅在函数定义中使用时才会生成弱函数。而在任何情况下（声明和定义） __attribute__((weak)) 都会生成弱函数，无论是用于函数定义还是用于函数声明中！

用户可以在用户文件中重新定义一个同名函数，最终编译器编译的时候，会选择用户定义的函数，如果用户没有重新定义这个函数，那么编译器就会执行__weak声明的函数，并且编译器不会报错。所以我们可以在别的地方定义一个相同名字的函数，而不必也尽量不要修改之前的函数。

表示弱声明，若外部文件没有声明EXTI0_IRQHandler函数，则在编译链接的阶段，链接本汇编起始startup_stm32f40_41xxx.s文件即启动代码中的EXTI0_IRQHandler函数。反之，链接外部文件中的EXTI0_IRQHandler函数。

__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(GPIO_Pin);

  /* NOTE: This function should not be modified, when the callback is needed,
            the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file
   */ 
}

从这个函数中的语句和注释来看，这个函数其实什么都没有做。
我们需要在用户文件中，自己再定义一个一模一样的函数，只是我们自己定义的函数，不需要指明是弱函数。

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)
  {
    /* Toggle LED2 */
    HAL_GPIO_TogglePin( GPIOA,  GPIO_PIN_5);
   
  }
}

程序在编译的时候，如果发现有两个相同名称的函数，而且其中一个是弱函数，就会忽略弱函数，使用正常的函数进行编译；如果发现只有一个弱函数，那还是会使用弱函数参与编译。

/* test1.c */
#include <stdio.h>

void HelloFun(void)
{
    printf("my hello.");
}

/* test2.c */
#include <stdio.h>

#define __weak __attribute__((weak))

__weak void HelloFun(void)
{
    printf("default hello.");
}

void main(void)
{
    HelloFun();
}

__weak void HelloFun(void)函数和void HelloFun(void)函数不能在同一个.c文件中(当然，如果在同一个文件中,就没有了什么意义。因为弱函数一般用于几个模块之间的交互接口，哪有把几个模块写一个文件中的)。上面的程序中，如果我们在test1.c中没有定义HelloFun()函数，则编译器会使用test2.c中的HelloFun()函数。因此程序会打印default hello.如果在test1.c中定义了HelloFun()函数。则打印my hello.

c99并没有__weak关键字。此关键字是编译器外扩的。所以不同的编译器可能不一样。比如gcc编译链中并没有这个关键字。而是使用__attribute__((weak))代替。为了方便移植，我们可以宏定义,如下：

#ifndef __weak
#define __weak __attribute__((weak))
#endif

原理：连接器发现同时存在弱符号和强符号，有限选择强符号，如果发现不存在强符号，只存在弱符号，则选择弱符号。如果都不存在：静态链接，编译时会报错，动态链接：系统无法启动。

综上所述：如果我们没有在工程中其他地方重新定义 HAL_GPIO_EXTI_Callback()函数，那么 HAL_Init 初始化函数执行的时候，会默认执行 stm32f4xx_hal.c 文件中定义的 HAL_GPIO_EXTI_Callback函数，而这个函数没有任何控制逻辑。
如果用户在工程中重新定义函数 HAL_GPIO_EXTI_Callback，那么调用 HAL_Init 之后，会执行用户自己定义的 HAL_GPIO_EXTI_Callback函数而不会执行 stm32f4xx_hal.c 默认定义的函数。也就是说，表面上我们看到函数 HAL_GPIO_EXTI_Callback被定义了两次，但是因为有一次定义是弱函数，使用了__weak修饰符，所以编译器不会报错。

weak属性只会在静态库(.o .a )中生效，动态库(.so)中不会生效。

从上面的外部中断函数看出，_weak弱函数声明经常会出现在回调函数当中。

1、回调函数（钩子函数）

概念：函数实现方，不方便直接调用该函数，而是有函数接口提供方简介调用该函数，称为回调函数
示例：系统中的信号处理函数，就是一个比较典型的回调函数

二、修饰变量（了解）

不持有对象，所以在超出其变量作用域时，对象即被释放
使用方式：

__weak int i
__attribute__((weak)) 可以声明弱变量，并且其声明方式与 __weak 相比更加灵活。
extern int Variable_Attributes_weak_1 __attribute__((weak));

        修饰变量在代码编写用的比较少。
        循环引用容易发生内存泄漏。所谓的内存泄漏就是应当废弃的对象在其作用域之外继续存在。
此代码的本意是赋予变量 test0 的对象 A 和赋予变量 test1 的对象 B 在超出其变量作用域时被释放，即在对象不被任何变量持有的状态下予以废弃。但是，循环引用使得对象不能被再次废弃。
        以下情况，虽然只有一个对象，也会出现循环引用：