嵌入式中C语言volatile和const的作用

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。