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学会使用_I、_O、_IO,以及volatile const的意义

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vivilyly|  楼主 | 2024-6-29 20:58 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
_I、_O、_IO在ST库里面的定义是:

#define __I volatile const /*!< defines 'read only' permissions */
#define __O volatile /*!< defines 'write only' permissions */
#define __IO volatile /*!< defines 'read / write' permissions */

显然,这三个宏定义都是用来替换成 volatile 和 const 的,所以我们先要了解 这两个关键字的作用:

一、volatile

就是不让编译器进行优化,即每次读取或者修改值的时候,都必须重新从内存或者寄存器中读取或者修改。

一般说来,volatile用在如下的几个地方:
1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile;
2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile;
3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明,因为每次对它的读写都可能由不同意义;

总而言之,因为读写寄存器是最快的,这样可以优化程序效率。有一些变量原本是存在内存或者flash中,编译器为了提高执行效率,会自行优化,不会每一次都去内存或者flash中读,这就会导致原本变量已经在内存或者flash改变了,可是你没去内存或flash中读,读出来的数据就会出问题。因此,我们要给某些全局变量加volatile ,告诉编译器不要自作主张,每次都乖乖地去变量源地址读,这样就没有问题了。

二、const
只读变量,即变量保存在只读静态存储区。编译时,如果尝试修改只读变量,则编译器提示出错,就能防止误修改。

三、volatile const

我们说了const 是只读变量,不能被程序本身修改值。但是const变量可以被程序本身之外的东西修改,比如单片机IO口的值,它的变化可以不用程序内的任何赋值语句就有可能改变,对于这种const变量,我们就要加volatile,让编译器不去优化,每次读端口的值都去端口的源地址读。不然编译器可能把const变量做#define处理,直接替换,那样后果就不堪设想了。

四、总结

前面介绍了 volatile 和 const 的用法。了解了后,下面的讲解就更加容易了:
__I :输入口。既然是输入,那么寄存器的值就随时会外部修改,那就不能进行优化,每次都要重新从寄存器中读取。也不能写,即只读,不然就不是输入而是输出了。 这个可以理解为把变量当成单片机的IO口,每次只去读该变量的值,但从来不去修改它,它就是从外界输入值的端口。类似于电脑的输入设备。
__O :输出口,也不能进行优化,不然你连续两次输出相同值,编译器认为没改变,就忽略了后面那一次输出,假如外部在两次输出中间修改了值,那就影响输出 。
__IO:输入输出口,同上 。一般程序里面的全局变量都要用这个修饰,因为全局变量要去读,即输入特性。又要去修改,即输出特性。

五、一个例子

int square(volatile int *ptr)
{
    return *ptr * *ptr;
}
上面的函数,给形参加了volatile,这样在函数体内每次使用*ptr时,都会去源地址读值。这样就可能出现,在第一次读值和第二次读值之间,*ptr的值发生改变(比如突然来了一个中断)。得到和预想不同的输出结果。因此这个地方最好不要使用volatile:

int square(int *ptr)
{
    return *ptr * *ptr;
}
这样当程序调用本函数时,会为形参*ptr开辟一个临时空间,将实参传递给形参,*ptr的值就确定下来了。也不会出现问题。

当然你要用volatile也可以,你要这样用:

int square(volatile int *ptr)
{
    int a;
    a = *ptr;
    return a * a;
}



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沙发
szt1993| | 2024-6-30 08:41 | 只看该作者
const 是只读变量,不能被程序本身修改值

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板凳
hehhehee| | 2024-7-26 15:03 | 只看该作者
这些宏定义都是用来替换volatile和const关键字的。

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