C语言之const

鱼鹰  鱼鹰谈单片机 2月19日

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我们知道，数据分为两种，一种为只读，一种为可读可写，为了防止一些不变的数据被程序意外的修改，有必要对它进行保护。这就是 const 的作用。在单片机中，不变的数据（比如代码，比如用户一些固定不变的数据）一般存放在 FLASH 中，而 FLASH 在一般情况下是只读的（事实上可以通过操作修改 FLASH，这种方式称之为 IAP ，即你可以不断更新程序的原因），而一些可变的数据一般是放在 RAM 中的，这些数据可能被指针意外的修改。所以就需要通过一种方式来将这些数据存放在 FLASH 中以防意外修改，而最好的保护就是硬件水平上的支持，这就是 const 的作用，它可以将你的数据放在 FLASH 中，但它的作用不只是如此。

const: 限定一个变量不允许改变，产生静态作用，const 在一定程度上可以提高程序的安全性和可靠性。

const 推出的初始目的，正是为了取代预编译指令，消除它的缺点，同时继承它的优点。

声明为 const 的变量是不能被用户改变的（意思就是说不允许你通过代码去修改这个值），因为编译器会将该变量放在只读区，比如在 KEIL 开发平台下，声明为 const 的变量放在 FLASH 区，这样即使你使用取地址符 & 获取声明为 const 变量地址，并通过指针进行修改，虽然编译器不报错，但也是无法进行修改的，因为 STM32 进行 FLASH 编程是有条件的。

你会发现虽然 p 获取了 N 的地址，但因为 N 存放在 FLAH（0x0800 0000 开始地址是 FLASH）中，所以即使通过指针的方式也是无法间接改变 N 的值的。

可以看到运行 *p = 4 的代码后，N 并没有发生改变。但是编译器确实也没报错。但是如果你直接使用 N = 4; 的话，肯定是报错的，因为你的 N 已经被申明为 const 了。

《C语言深度剖析》中关于 const 的介绍发现和 KEIL 情况不一样。

在KEIL中进行相关代码的编写，编译，最后可以看到如下结果：

这是仿真模式下两个地址的内容，一个存放在 FLASH，一个存放在 RAM 中，并且当修改 FLAH 的内容之后（因为是软件仿真模式，可以直接修改值），复位重新运行，你会发现 RAM 的内容对应改变了（重新运行后，进入 main 函数之前，有一段拷贝代码，就是函数外申明的一些变量的初始化过程），这就说明，在 STM32、KEIL 环境下，并不是《C语言深度剖析》中说的只有一份内存，而是每一个都有一个，申明为 const 情况跟使用宏定义的方式是一样的。

以下是 Watch 中的内容：

但其实上面的结论是在使用 & 将 N 的地址获取后的结果（从上图可以看到 p 的值），实际上代码中如果没有获取 N 的地址时，情况又不一样了。

内存情况：

在删去获取 N 地址后的内存情况，可以发现 N 的值为 0x2000470，和 FLAH 地址0x08000000 一样。

这像一个地址。但通过 Memory 查看这个地址发现存放的不是 5。

根据 ARM 内核的知识可以知道，0x08000000 地址存放的其实是栈顶指针，也就是说N 存放的是栈顶指针吗？显然不是。

然后对 .map 地址映射文件进行搜索，你会发现，根本没有 N 的地址。这样说来， N在内存的位置对用户是不可见的，而是由编译器自动处理了。

那么有没有办法找到这个拷贝源头呢。之前我说过，先前能找到拷贝的源头纯属偶然，有没有什么方法可以找到呢？这其中的难点就是进入 main 函数之前的那段拷贝代码不是我们用户自己写的，而是 C 编译器自动处理的，怎么办？

这个时候就需要请出一个关键人物：数据观察点（关于数据观察点，将有专门的一小节详细说明，感兴趣的可以关注我）。

我们知道，不管如何，因为 FLASH 存放着变量初始值，然后在程序运行的时候才将FLASH 中的值初始化到 RAM 中去，也就是我们使用的 RAM 变量，那么必然存在通过总线进行数据传输的过程，所以可以通过数据观察点的功能实现对地址的监控，虽然我们不知道 FLASH 的地址，但是我们知道 RAM 的地址，所以只要对变量 i 进行监控，就可以通过内核的寄存器找到 FLASH 地址了。如下：

这里的 0x20000000 就是 i 的 RAM 地址，最终可以找到 FLASH 的位置：

由此可以知道，FLAH 中也是有多个相同副本存在的。

因此可以得出结论，在 STM32、KEIL 的环境下，《C语言深度剖析》对于两者的说法在这里不适用。

看了那么多，没有足够的基础是很难知道我在讲什么，下面用一张图进行说明，希望可以解答你的疑惑。

希望你在看完这张图之后，再回过头看看前面的那些话，对你应该会有帮助的。

-THE END-