__I、 __O 、__IO是什么意思?volatile,const 怎么用?


原文:https://blog.csdn.net/qq_27312943/article/details/51273064

__I、 __O 、__IO是什么意思? 這是ST庫里面的宏定義,定義如下:

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

顯然,這三個宏定義都是用來替換成 volatile 和 const 的,所以我們先要了解 這兩個關鍵字的作用:

volatile 
簡單的說,就是不讓編譯器進行優化,即每次讀取或者修改值的時候,都必須重新從內存或者寄存器中讀取或者修改。

一般說來,volatile用在如下的幾個地方:
1、中斷服務程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile;
2、多任務環境下各任務間共享的標志應該加volatile;
3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明,因為每次對它的讀寫都可能由不同意義;

我認為這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題。搞嵌入式的家伙們經常同硬件、中斷、RTOS等等打交道,所有這些都要求用到 volatile變量。不懂得volatile的內容將會帶來災難。假設被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑是否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。 
1)一個參數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什么。 
2); 一個指針可以是volatile 嗎?解釋為什么。 
3); 下面的函數有什么錯誤:

1 int square(volatile int *ptr)  
2 {   
3     return *ptr * *ptr;  
4 }  

1)是的。一個例子是只讀的狀態寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應該試圖去修改它。
2); 是的。盡管這並不很常見。一個例子是當一個中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
3) 這段代碼有點變態。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型參數,編譯器將產生類似下面的代碼:

1 int square(volatile int *ptr)  
2 {   
3     int a,b;   
4     a = *ptr;  
5     b = *ptr;  
6     return a * b;   
7 }  

由於*ptr的值可能被意想不到地該變,因此a和b可能是不同的。結果,這段代碼可能返不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:

1 long square(volatile int *ptr)  
2 {   
3     int a;   
4     a = *ptr;  
5     return a * a;   
6 }   

const 
只讀變量,即變量保存在只讀靜態存儲區。編譯時,如何嘗試修改只讀變量,則編譯器提示出錯,就能防止誤修改。 
const與define 
兩者都可以用來定義常量,但是const定義時,定義了常量的類型,所以更精確一些(其實const定義的是只讀變量,而不是常量)。#define只是簡單的文本替換,除了可以定義常量外,還可以用來定義一些簡單的函數,有點類似內置函數。const和define定義的常量可以放在頭文件里面。(小注:可以多次聲明,但只能定義一次)

const與指針

1 int me;   
2 const int * p1=&me;           //p1可變,*p1不可變         const 修飾的是 *p1,即*p1不可變
3 int * const p2=&me;           //p2不可變,*p2可變         const 修飾的是 p2,即p2不可變
4 const int *const p3=&me;     //p3不可變,*p3也不可變      前一個const 修飾的是 *p3,后一個const 修飾的是p3,兩者都不可變

前面介紹了 volatile 和 const 的用法,不知道大家了解了沒?了解了后,下面的講解就更加容易了: 
__I :輸入口。既然是輸入,那么寄存器的值就隨時會外部修改,那就不能進行優化,每次都要重新從寄存器中讀取。也不能寫,即只讀,不然就不是輸入而是輸出了。 
__O :輸出口,也不能進行優化,不然你連續兩次輸出相同值,編譯器認為沒改變,就忽略了后面那一次輸出,假如外部在兩次輸出中間修改了值,那就影響輸出 
__IO:輸入輸出口,同上

為什么加下划線?

原因是:避免命名沖突 
一般宏定義都是大寫,但因為這里的字母比較少,所以再添加下划線來區分。這樣一般都可以避免命名沖突問題,因為很少人這樣命名,這樣命名的人肯定知道這些是有什么用的。 
經常寫大工程時,都會發現老是命名沖突,要不是全局變量沖突,要不就是宏定義沖突,所以我們要盡量避免這些問題,不然出問題了都不知道問題在哪里。


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