嵌入式 C++11 代码 — 我需要 volatile 吗？

采用 Cortex M3 MCU(STM32F1) 的嵌入式设备。它具有嵌入式闪存（64K）。 MCU固件可以在运行时重新编程闪存扇区；这是由闪存控制器（FMC）寄存器完成的（所以它不像a=b那么简单）。 FMC 获取缓冲区指针并将数据刻录到某个闪存扇区。

我想将最后一个闪存扇区用于设备配置参数。 参数存储在带有数组的打包结构中，并包含一些自定义类。

参数可以在运行时更改（复制到 RAM、使用 FMC 更改并烧回闪存）。

所以有一些问题：

1. 参数结构的状态（按位）由 FMC 硬件更改。 C++编译器不知道它是否被改变。这是否意味着我应该将所有结构成员声明为易失性？我想是的。

2. 结构体应该在编译时静态初始化（默认参数）。结构应该是POD（TriviallyCopyable并且具有标准布局）。请记住，其中有一些自定义类，因此我记住这些类也应该是 POD。 但也存在一些问题：cppreference.com http://en.cppreference.com/w/cpp/types/is_trivially_copyable

   唯一可平凡复制的类型是标量类型，可平凡复制 类，以及此类类型/类的数组（可能是 const 限定的，但不具有 挥发性 资格).

这意味着我不能让我的课程同时保持 POD 和易失性？那么我该如何解决这个问题呢？

可以在参数结构中仅使用标量类型，但这可能会导致配置处理周围的代码不那么干净......

P.S.即使没有 volatile，它也能工作，但我担心有一天，一些智能 LTO 编译器会看到静态初始化，而不是更改（通过 C++）结构，并优化对底层内存地址的一些访问。这意味着新编程的参数将不会被应用，因为它们是由编译器内联的。

EDIT:不使用 volatile 也可以解决问题。而且似乎更正确。

您需要在单独的翻译单元（.cpp 文件）中定义配置结构变量，并且不要初始化变量以避免在 LTO 期间进行值替换。如果不使用 LTO - 一切都可以，因为优化一次在一个翻译单元中完成，因此具有静态存储持续时间和在专用翻译单元中定义的外部链接的变量不应被优化掉。只有 LTO 可以丢弃它或进行值替换而不发出内存获取。特别是当将变量定义为 const 时。我认为如果不使用LTO，初始化变量是可以的。

根据您的编译器，您有一些选择：

• 您可以声明一个指向该结构的指针并初始化该指针 到该地区。
• 告诉编译器变量应该驻留在哪里

指向闪存的指针

声明结构的指针。
将指针分配给 Flash 中的正确地址。
通过取消引用指针来访问变量。
该指针应该被声明和分配为指向常量数据的常量指针。

告诉编译器变量的地址。

某些编译器允许您将变量放置在特定的内存区域中。第一步是在链接器命令文件中创建一个区域。下一步是告诉编译器该变量位于该区域中。

同样，该变量应声明为“static const”。 “静态”是因为只有 1 个实例。 “const”是因为闪存在大多数情况下是只读的。

闪存：易失性与常量

在大多数情况下，闪存无论如何编程，都是只读的。事实上，读取闪存中数据的唯一方法就是锁定它，即使其只读。一般情况下，未经程序一致同意，不会更改。

大多数闪存都是由软件编程的。通常，这是您的程序。如果您的程序要重新编程闪存，它就会知道值已更改。这类似于写入 RAM。这program改变的是价值，而不是硬件。因此Flash是not易挥发的。

我的经验是，Flash 可以通过其他方式进行编程，通常是在程序未运行时。在这种情况下，它仍然不是易失性的，因为您的程序没有运行。 Flash 仍然是只读的。

当且仅当您的执行线程处于活动状态时另一个任务或执行线程对闪存进行编程时，闪存才会是易失性的。我仍然不认为这个案子是volatile。这将是同步性的一个例子——如果 flash 被修改，那么应该通知一些监听器。

Summary

闪存最好被视为只读存储器。尽管某些编译器和链接器允许您在特定的硬编码地址声明变量，但通过指针访问驻留在 Flash 中的变量以获得最佳可移植性。变量应声明为const static以便编译器可以发出代码来直接访问变量，而不是在堆栈上复制。如果闪存由另一个任务或执行线程编程，则这是同步问题，而不是以下问题之一：volatile。在极少数情况下，在执行程序时，闪存会由外部源进行编程。

您的程序应该提供校验和或其他方法来确定自上次检查以来内容是否已更改。

不要让编译器从闪存初始化变量。
这并不是真正的便携。更好的方法是让初始化代码从闪存加载变量。让编译器从不同的段加载变量需要对编译器和链接器的内部进行大量工作；不仅仅是初始化指向闪存中地址的指针。