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__I、 __O 、__IO是什麼意思?volatile,const 怎麼用?

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

__I、 __O 、__IO是什麼意思?這是ST庫裡面的巨集定義,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,這三個巨集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,都必須重新從記憶體或者暫存器中讀取或者修改。

一般說來,volatile用在如下的幾個地方:
1、中斷服務程式中修改的供其它程式檢測的變數需要加volatile;
2、多工環境下各任務間共享的標誌應該加volatile;
3、儲存器對映的硬體暫存器通常也要加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程式設計師和嵌入式系統程式設計師的最基本的問題。搞嵌入式的傢伙們經常同硬體、中斷、RTOS等等打交道,所有這些都要求用到 volatile變數。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,看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1)一個引數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什麼。
2); 一個指標可以是volatile 嗎?解釋為什麼。
3); 下面的函式有什麼錯誤:

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

1)是的。一個例子是隻讀的狀態暫存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程式不應該試圖去修改它。
2); 是的。儘管這並不很常見。一個例子是當一箇中服務子程式修該一個指向一個buffer的指標時。
3) 這段程式碼有點變態。這段程式碼的目的是用來返指標*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型引數,編譯器將產生類似下面的程式碼:

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,這段程式碼可能返不是你所期望的平方值!正確的程式碼如下:

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

const
只讀變數,即變數儲存在只讀靜態儲存區。編譯時,如何嘗試修改只讀變數,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,定義了常量的型別,所以更精確一些(其實const定義的是隻讀變數,而不是常量)。#define只是簡單的文字替換,除了可以定義常量外,還可以用來定義一些簡單的函式,有點類似內建函式。const和define定義的常量可以放在標頭檔案裡面。(小注:可以多次宣告,但只能定義一次)

const與指標

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,後一個const 修飾的是p3,兩者都不可變

前面介紹了 volatile 和 const 的用法,不知道大家瞭解了沒?瞭解了後,下面的講解就更加容易了:
__I :輸入口。既然是輸入,那麼暫存器的值就隨時會外部修改,那就不能進行優化,每次都要重新從暫存器中讀取。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,就忽略了後面那一次輸出,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

為什麼加下劃線?

原因是:避免命名衝突
一般巨集定義都是大寫,但因為這裡的字母比較少,所以再新增下劃線來區分。這樣一般都可以避免命名衝突問題,因為很少人這樣命名,這樣命名的人肯定知道這些是有什麼用的。
經常寫大工程時,都會發現老是命名衝突,要不是全域性變數衝突,要不就是巨集定義衝突,所以我們要儘量避免這些問題,不然出問題了都不知道問題在哪裡。