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嵌入式中C语言volatile和const的作用

嵌入式中C语言volatile和const的作用

作者: 李云浩_light | 来源:发表于2017-12-04 19:59 被阅读0次

    姓名:李云浩 学号:16050188016 物理与光电工程学院

    转载自:知乎专栏https://zhuanlan.zhihu.com/p/27484194

    【嵌牛导读】嵌入式C语言是作为嵌入式Linux开发的基础语言,也是学习嵌入式的必备语言。常用到的包括数据类型、运算符与表达式、控制语句、数组、指针、函数等内容。

    【嵌牛鼻子】嵌入式、C 语言

    【嵌牛提问】嵌入式中C语言volatile和const是怎样样的呢?

    【嵌牛正文】

    volatile本意为“易变的”。

    在嵌入式环境中用volatile关键字声明的变量,在每次对其值进行引用的时候都会从原始地址取值,而不会将值保存在栈或其他位置。

    由于该值“易变”的特性所以,针对其的任何赋值或者获取值操作都会被执行(而不会被优化)。由于这个特性,所以该关键字在嵌入式编译环境中经常用来消除compiler的优化。

    举例说明一些抗优化的1.比如要往某一地址(比如IO口寄存器)送两指令,让IO口进行一次翻转:

    uint8_t *addr =...; //设备地址 

    *addr = 1; //第一个指令 

    *addr = 2; //第二个指令

    以上程序compiler可能做优化而成:

    int *addr = ...; 

    *addr = 2;

    结果第一个指令丢失。如果用volatile, compiler就不允许做任何的优化,从而保证程序的原意,MCU库函数中对于IO寄存器的声明都会使用volatile。

    volatile uint8_t *addr = ...;

     *addr = 1;

     *addr = 2;

    2.用volatile定义的变量会在程序外被改变,每次都必须从内存中读取,而不能重复使用放在寄存器或栈中的备份。

    例如:

    volatile uint8_t flag;

    flag=0;

    while(!flag)

    {

         doSomeThing();

    }

    doSomeThingElse();

    如果没有volatile修饰flag则 doSomeThingElse()可能由于编译器优化不会被执行(即使flag的值在其他中断中被更改)。若如上使用了volatile,则会每次都会从原始地址取值,这样当原始地址的值更改后则while能中止并继续执行下方代码。

    3.很容易得知多任务环境下各任务间共享的标志也应该加volatile。

    4.存储器映射的硬件寄存器通常也要加voliate,因为每次对它的读写都可能有不同意义。

    例如:

    假设要对一个设备进行初始化,此设备的某一个寄存器为0xXXXXXX。

    int *uartSendRegist= (unsigned  int *)0xXXXXXXXXX;//定义一个串口数据寄存器地址

    int init(void)

    {  

         int i;  

         for(i=0;i< 10;i++)  

         {    

              delaySomeTime();    

               *uartSendRegist= data[i];  

          }

    }

    const关键字相对而言就简单了很多,简单来说主要有以下一些作用:

    1.本意为变量只读

    2.大部分单片机的compiler会把中const修饰的全局变量存放在MCU的ROM中.把一些很大的不变数据申明为const。

    3.使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数,防止其被无意的代码修改。

    顺便说一个问题,一个参数既可以是const还可以是volatile吗?

    这是可以的,因为const的意思是只读,而不是不变。最简单的例子比如只读的状态寄存器。

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