指向易失性结构的不透明指针

Question

我在我的嵌入式 C 程序中使用了一个简单的 FIFO 环形缓冲区队列（使用 TI C28x C/C++ 编译器，它与没有扩展的 C89 的 GCC 非常相似）。数据从中断中与队列一起推送和弹出，因此队列需要是易变的。

我已经实现了队列代码本身没有使用 volatile 以便队列用户可以选择队列是否是 volatile （我想在多个队列中使用它具有不同用途的项目），通过在使用中将句柄声明为易失性队列对象，而不是在实现中将队列对象本身定义为易失性。

即在 que.c:

struct QUE_Obj { /* Object & members are not defined as volatile. */
    void * data;
    uint16_t capacity;
    uint16_t head;
    uint16_t tail;
    uint16_t size;
    bool full;
    bool empty;
}

/* Implementation uses all non-volatile types. */
QUE_Handle QUE_init(void * data, uint_least8_t size, uint16_t capacity) { 
    /* ... */ 
    QUE_Handle q = (QUE_Handle)malloc(sizeof(struct QUE_Obj));
    /* ... */
    return q;
}

/* ... */

在queue.h中：

typedef QUE_Obj * QUE_Handle;
QUE_Handle QUE_init(void * data, uint_least8_t size, uint16_t capacity)

在main.c中：

/* Data buffer and queue handle declared to be for volatile data. */
static volatile uint16_t buffer[BUFFER_LENGTH] = {0};
volatile QUE_Handle que = QUE_init((void *)buffer); /* Buffer passed without volatile. */

然后我的问题是，在 C 语言的最后一行，当我将缓冲区转换为 void * 时，这是否消除了波动率的任何用处？

我是否应该将 QUE_Obj 的成员定义为始终可变的，并将实现中使用的类型调整为可变的，而不管队列的用途如何？

换个方式问，push() 和 pop() 函数是从中断服务例程中调用的，但是它们的实现没有 "know" 关于波动性，它们会被优化掉吗？

Answer 1

您不应通过非易失性指针访问易失性数据。考虑以下简单示例：

volatile int volatileVar;
int* nonVolatilePtr = &volatileVar;

每当您的代码通过 nonVolatilePtr 访问 volatileVar 时，编译器不会知道您正在访问的数据是易变的，并且可能会优化对它（这显然是一种不受欢迎的行为）。我很少看到使用非易失性指针指向易失性数据。

如果您希望您的队列可能被中断服务程序（或类似程序）访问，我会让整个数据结构可变。

指向易失性结构的不透明指针

Opaque pointer to volatile struct

c

struct

volatile