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嵌入式C语言中const与volatile的用法详解

归档日期:05-24       文本归类:嵌入式语言      文章编辑:爱尚语录

  关键字是一个类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如:操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问;如果不使用valatile,则编译器将对所声明的语句进行优化。之所以优化是因为访问寄存器要比访问内存单元快得多。但是优化之后容易出现问题,例如现在要直接对内存地址单元的内容修改,如果继续使用未经过valatile声明的变量,则读到的值有可能是寄存器中未经过修改的值,但本意是要读发生变化后的数值,所以会出现意想不到的错误。而经valatile声明的变量,每次访问该变量时都会从内存单元中重新读取。

  const经常用于声明不希望被其它程序修改的常量;volatile经常用于声明因意外而可能发生改变的变量。

  我只要一听到被面试者说:“const意味着常数”,我就知道我正在和一个业余者打交道。其实只要能说出const意味着“只读”就可以了。尽管这个答案不是完全的答案,但我接受它作为一个正确的答案。如果应试者能正确回答这个问题,我将问他一个附加的问题:

  前两个的作用是一样,a是一个常整型数;第三个意味着a是一个指向常整型数的指针(也就是,整型数是不可修改的,但指针可以);第四个意思a是一个指向整型数的常指针(也就是说,指针指向的整型数是可以修改的,但指针是不可修改的);最后一个意味着a是一个指向常整型数的常指针(也就是说,指针指向的整型数是不可修改的,同时指针也是不可修改的)。如果应试者能正确回答这些问题,那么他就给我留下了一个好印象。

  一个定义为volatile的变量是说该变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设该变量的值了。精确地说,优化器在用到该变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量的几个例子:

  回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。搞嵌入式的同志们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。

  假设被面试者正确地回答了这是问题(嗯,怀疑是否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。

  (1) 一个参数既可以是const还可以是volatile吗?解释为什么。

  (1) 是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。

  (2) 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。

  (3) 这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返回指针*ptr指向值的平方,但是,由于*ptr指向一个volatile型参数,编译器将产生类似下面的代码:

  由于*ptr的值可能被意想不到地改变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值!正确的代码如下:

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