volatile的使用

區(qū)分C程序員和嵌入式系統(tǒng)程序員的最基本的問題。搞嵌入式的程序員經(jīng)常同硬件、中斷、RTOS等等打交道，所有這些都要求用到volatile變量。不懂得volatile的內(nèi)容將會(huì)帶來災(zāi)難。

有時(shí)在編譯代碼如果選用了優(yōu)化級(jí)別 -O2 和 -O3 ，會(huì)產(chǎn)生某些問題。例如，可能在爭奪硬件資源而陷入死循環(huán)，或者多個(gè)進(jìn)程有些預(yù)想不到的行為。當(dāng)遇到這些情況，你可能需要把有些變量定義為 volatile。

如果將一個(gè)變量定義為 volatile 則相當(dāng)于告訴編譯器該變量可能隨時(shí)被改變，例如被操作系統(tǒng)或硬件所改變。因?yàn)閹в邢薅ǚ?font face="Times New="> volatile 的變量可以在任何時(shí)刻改變，該變量的物理地址可能被頻繁地訪問。這就意味著編譯器不能對(duì)這些變量實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，例如，將變量緩存到寄存器避免訪問內(nèi)存。

相反，如果一個(gè)變量未被定義成 volatile，則編譯器認(rèn)為該變量不能在應(yīng)用程序之外改變。因此編譯器可對(duì)這種變量實(shí)行優(yōu)化。關(guān)鍵字 volatile也不能濫用，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，比如如下例子：

這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一個(gè)volatile型參數(shù)，編譯器優(yōu)化代碼后將產(chǎn)生上表右邊的代碼。

由于*ptr的值可能被意想不到地該變，因此[r0]內(nèi)存單元內(nèi)的值可能是不同的。結(jié)果，這段代碼可能返不是你所期望的平方值！

正確的代碼應(yīng)該如下：

當(dāng)一個(gè)變量的值可能在應(yīng)用程序不知道的情況下可能改變其值，為了避免優(yōu)化帶來的問題，需要將其定義為 volatile 類型。當(dāng)有以下情況時(shí)需要定義為 volatile 類型的變量：

l  訪問內(nèi)存映射的外圍設(shè)備。

l  在不同的進(jìn)程之間共用全局變量。

l  在中斷服務(wù)程序中訪問全局變量。

const的使用

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

前兩個(gè)的作用是一樣，a是一個(gè)常整型數(shù)。第三個(gè)意味著a是一個(gè)指向常整型數(shù)的指針（也就是，整型數(shù)是不可修改的，但指針可以）。第四個(gè)意思a是一個(gè)指向整型數(shù)的常指針（也就是說，指針指向的整型數(shù)是可以修改的，但指針是不可修改的）。最后一個(gè)意味著a是一個(gè)指向常整型數(shù)的常指針（也就是說，指針指向的整型數(shù)是不可修改的，同時(shí)指針也是不可修改的）。

即使不用關(guān)鍵字 const，也還是能很容易寫出功能正確的程序，那么我為什么還要如此看重關(guān)鍵字const呢？原因如下：

l  關(guān)鍵字const的作用是為給讀你代碼的人傳達(dá)非常有用的信息，實(shí)際上，聲明一個(gè)參數(shù)為常量是為了告訴了用戶這個(gè)參數(shù)的應(yīng)用目的。

l  通過給優(yōu)化器一些附加的信息，使用關(guān)鍵字const也許能產(chǎn)生更緊湊的代碼。

l  合理地使用關(guān)鍵字const可以使編譯器很自然地保護(hù)那些不希望被改變的參數(shù)，防止其被無意的代碼修改。簡而言之，這樣可以減少bug的出現(xiàn)。