指针声明为常量以及易失性

在阅读时，我遇到了这种types的声明和下面的一行 –

const volatile char *p=(const volatile char *) 0x30; 

p的值仅由外部条件改变

我没有得到什么外部条件。 而且这种宣言的实际用途是什么？

Answer 1

const说你的程序stream不会修改p指向的内容。 任何试图在解引用指针后修改该值将导致编译时错误：

 *p = 'A'; // will not compile 

请注意，这不是一个特别强的合同， 位置0x30处的值仍然可以通过别名非常量指针（ p ：

 volatile char *q = 0x30; *q = 'A'; // will compile 

打破这个合同的另一种方法是从p ：

 *(volatile char *) p = 'A'; // will compile 

但是， volatile不排除可能由另一个线程，内核，asynchronous信号处理程序或可访问相同内存空间的外部设备引起的任何修改。 这样编译器就不能错误地假设p指向的值不会改变，每次引用时都会从内存中加载它：

 /* The character at 0x30 will be read on every iteration, even if the compiler has proven that the program itself doesn't modify the value at that address. */ while (*p) { ... } 

如果编译器错误地优化了这样一个结构，它可能会发出指令，这些指令只能从内存中加载一次，然后保存在一个寄存器中。 寄存器本质上是一个独立的副本，对原始位置的任何更改都不会反映在那里，不用说，这可能会导致一些非常令人讨厌的错误。

Answer 2

考虑一个只读的硬件寄存器，例如你的网卡。

它可能会在程序的控制之外改变，所以编译器不允许在寄存器中caching它的值或者优化它。 因此， volatile 。

它是只读的，所以你不应该写信给它。 因此， const 。

Answer 3

首先，让我引用C11标准的章节§6.7.3 types限定符的例子

一个对象声明

extern const volatile int real_time_clock;

可能会被硬件修改，但不能被分配，递增或递减。

另外，相关的脚注（134），

挥发性声明可以用于描述对应于存储器映射input/输出端口的对象或由asynchronous中断function访问的对象。 对于如此声明的对象的行为，除了expression式评估规则允许的情况外，不得通过实现或重新sorting来“优化”。

这意味着，variables的值可以由硬件修改（通过内存映射），但不能“编程”修改。

所以，这里的优点是双重的，

• 每当使用的值，将从内存中读取（不允许caching），给你最新的更新值（如果更新）。
• 该值不能被程序有意或无意地改变（ 写下 ）。

Answer 4

我们可以使用关于volatile关键字的文章Introduction ：

只要variables值可能意外改变，就应该声明variables。 实际上，只有三种variables可以改变：

• 内存映射的外设寄存器
• 全局variables由中断服务程序修改
• multithreading应用程序中的全局variables

和：

embedded式系统包含真正的硬件，通常具有复杂的外设。 这些外设包含寄存器，其值可能会随程序stream程asynchronous变化。 作为一个非常简单的例子，考虑地址为0x1234的8位状态寄存器。 要求轮询状态寄存器直到它变为非零。 中殿和不正确的实施如下：

 UINT1 * ptr = (UINT1 *) 0x1234; // Wait for register to become non-zero. while (*ptr == 0); // Do something else. 

当你打开优化器时，这几乎肯定会失败，因为编译器会生成如下所示的汇编语言：

 mov ptr, #0x1234 mov a, @ptr loop bz loop 

const表示你的程序不会改变这个variables，但是正如文章中提到的那样，外部源可能和volatile会阻止它被优化掉。

Answer 5

* const volatile char * p =（const volatile char ）0x30;
意思是： p的值仅由外部条件改变。

从概念上讲，你可以把这种types的variables看作逻辑查看器 。 在概念上类似于门上的窥视孔。 一个窥视孔允许你查看门的另一边是什么，但不允许你改变另一边（ const ）的内容。 然而，门外的条件可以根据自己的意愿改变（它们是不稳定的 ）。 你可以看到发生了什么，但是你不能改变发生的事情。

例如，在embedded式系统中，有一些硬件寄存器用于提供有关外部事件发生的状态信息。 例如，用于检测RPM的光学编码器将在寄存器中设置一个值。 每旋转一次，它就会感应来自LED的光线，并在硬件寄存器中对其进行修改。 这是外部条件的意思。 在图片的另一面，也就是说在你的代码中（也许是一个PID控制循环），你可以阅读这些信息来提供对循环的调整，但是你不能改变这个值，你也不希望这样做。 （ const ）

从你的软件的angular度来看，这说明了：

Answer 6

const不会使variables不变。 它只是让编译器拒绝一些写入权限。 这仍然可以在variables中写入（例如，通过const-cast指针）。

你可以看到const作为防止编码错误的保护。

这个声明确保你不会无意中写入p ，同时告诉编译器不要优化访问（caching，乱序执行（？），…），因为外部事件可能会写入p 。