在嵌入式软件编程中深入理解关键字

计算机编程语言的关键字就好比是它的灵魂，只有深入理解了它们的含义才能编写出优秀的代码。C语言以其简洁、高效和强大等特性成为嵌入式软件编程的*语言，但是某些关键字，例如const、static、extern和volatile等，在不同的场合具有不同的含义，而且某些用法晦涩难懂，为此本文详细介绍这些关键字的用法及其背后的原理。

1 const
    const限定的对象表示编译器可以将它放在只读存储器中，也就意味着在对其进行初始化之后就不能改变它的值。根据const使用的不同场合，大致可以分为三种情况，其一限定普通变量，其二限定函数参数，其三限定指针变量。
    *和第二种情况最为简单，语句①和语句②分别展示了它的用法。语句①定义了一个值为10的整型常量。语句②中的const表示在函数体中不能修改src指向的区域中的数据，这与函数的拷贝功能相对应，只做它应该做的事情而不应该有其他副作用，编译器可以利用这些信息进行适当的优化。
    ①const int i＝10；
    ②void*memcpy(void * dst，const void * src，size_t size)；
    ③const int *ptr；
    ④int const *ptr；
    ⑤int*const ptr；
    ⑥int const*cons ptr；
    第3种情况最为复杂，虽然只是const位置不同，但是却可能具有完全不同的意义。一般，一个声明语句由声明说明符(decl-specifier)和一系列声明子(declarator)两部分组成，而且声明说明符中的符号可以以任何次序出现。理解声明的*步是定位说明符和声明子的边界。这很容易：所有的说明符都是关键字或者类型名，因此说明符终止于*个不是以上类型之一的符号。例如，在语句③和④中*个既不是关键字也不是类型名的符号是“*”，即声明说明符分别为const．int和int const，由于声明说明符中的符号可以以任意次序出现，因此语句③和④的含义是相同的。
    为了迅速弄清语句表达的含义，参考文献[1]介绍了一种简便的方法，其要点就是“逆序读出定义”，如图1所示。

2 static与extem
    static的含义随着出现位置(全局变量还是局部变量)和修饰对象(变量还是函数)的不同而有很大的差别。下面各条目中的模块指的是一个源文件或者一个翻译单元：

    ①位于函数体中的静态变量在多次函数调用间会维持其值。
    ②位于模块内(但在函数体外)的静态变量可以被模块内的所有函数访问，但不能被模块外其他函数访问。也就是说，它是一个本地的全局变量。

③位于模块内的静态函数只能被此模块内的其他函数调用。也就是说，这个函数的作用域为声明所在的模块。

   
    为了清楚地理解static的3种用法，必须首先了解C语言中每个标识符都具有的作用域、链接和存储持续期等特性的含义。在ISO C99标准中，其定义如下：
    ①对象的作用域指的是它仅在程序的某个区域中是可见的(即可以使用)。常见的作用域有文件作用域和块作用域。
    ②对象的存储持续期决定对象的生命周期，即在程序执行某段区间中为对象保留存储区。有两种类型的存储持续期：静态的和自动的。静态存储持续期的对象的生命周期为程序执行的全过程，它的值在程序启动前仅初始化一次。
    ③链接指的是在不同作用域中声明的或者同一个作用域中多次声明的标识符可以引用相同的对象或函数。有3种类型的链接：外部、内部和无。在情况②和③中，static分别用来修饰全局变量glob-al和函数foo，改变它们的链接特性，使它们具有内部链接。也就是说，只有在定义它们的翻译单元或者文件内才能使用它们，这对于创建模块化的软件非常重要。
    与static相反，extern修饰的对象或函数具有外部链接。对于那些暴露给外部使用的接口函数应该使用ex-tern限定，那些非接口函数，例如工具函数或与实现细节相关的函数，则应该显式地使用static限定。这是因为如果函数声明不带任何存储类说明符，那么它具有外部链接就好像使用了extern一样。
    在情况①中，static用来修饰局部变量local，将local的存储持续期由自动的改变为静态的，这样在foo函数的多次调用间会为其保留值。注意作用域、链接和存储持续期特性之间是正交的。例如在情况①中，虽然变量local的存储持续期变成静态的，但是它的作用域仍然是块作用域。

3 volatile
    volatile关键字用来声明这样的对象，它们的值可能由于程序控制之外的事件而被潜在改变。volatile强制编译器不会对其所限定的对象进行任何优化，每次读写都必须访问实际的存储器而不能使用寄存器中的副本。在实践中，它大量的用来描述一个对应于内存映射的输入／输出端口，例如飞利浦公司LPC21xx系列ARM处理器的向量地址寄存器定义为：
    #define VICVectAddr (*((volatile unsigned long*)0xFFFFF030))
    其次，中断服务例程中使用的非自动变量或者多线程应用程序中多个任务共享的变量也必须使用volatile进行限定。例如在下面的示例中，如果没有使用volatile限定g_Flag变量，编译器看到在foo函数中并没有修改g_Flag，可能只执行一次g_Flag读操作并将g_Flag的值缓存在寄存器中，以后每次g_Flag读操作都使用寄存器中的缓存值而不进行存储器访问，导致some_action函数永远无法执行。

   

4 Dacked
    在嵌入式软件编程中，经常需要精确控