为何延时函数不起作用？

有人利用STM32做开发，基于片内SYSTICK定时器做延时，即利用SYSTICK的周期性溢出中断来实现指定延时。可是他发现自己编写的延时函数似乎不起作用。代码也很简单，颇为奇怪。

我这里基于他的功能模拟一段测试代码，如下截图所示：

上面代码在主循环里，每一轮循环就是先让LED闪烁5次，然后熄灭一会。就这样循环进行。其中，有个全局变量Delay，决定每次延时长短。

uint32_t Delay; //Define a globlevariable

关于SYSTICK的中断服务函数也很简单，像下面这样：

所有测试代码就是上面两个截图所涉及的内容。

在测试过程中发现，当我们开启IDE的编译优化，尤其优化等级较高时，上面测试代码就没法按预期运行。最直接的体现就是看不到LED的周期性闪烁。

不过，当我们不开启IDE的优化或设置较低优化等级时，上面的功能往往能够得以正确运行。看来，优化对我们的代码造成了影响。

这里代码非常简单，最可能受到优化影响的就是那个Delay全局变量，是个共享变量，主流程和中断程序都要访问它。一般来讲，像这种可以被多个地方访问的共享变量，原则上都要冠以volatile。不过，目前它的定义中并没有加上这个Volatile修饰词。

我们不妨将Delay的定义加上volatile,然后把优化等级设置O3来验证下。【此时我使用的是ARM MDK IDE】

基于上面的定义和优化选项，程序运行是正常的。看来，这里的关键问题是Delay变量没加volatile,开启优化后让真正的代码偏离了用户的预期。

优化后的代码没法直接从用户源代码看出端倪来，我们往往可以借助汇编文件来看看编译后真实代码的样貌。我们不妨就看看那段主循环代码在开启优化但又不对Delay变量加volatile时编译后的汇编代码。

我们可以从上面汇编代码看到，优化后的主循环代码运行时最后变成在黄色语句那里原地踏步踏了。说实在的，这块被优化后的代码相比用户源代码已经面目全非了，难怪看不到LED的周期性闪烁了。当然，如果对Delay变量加上volatile并开启优化，此时的主循环汇编代码跟上面的贴图就相差甚远，这里就不贴出来了。

其实，很多有过使用STM32库或基于CubeMx配置初始化文件的工程师可能知道，HAL库里就有现存的可以调用的延时函数HAL_Delay（）。平常我们在调用这个函数时怎么没感觉有类似问题出现呢。比方将前面的主循环代码换成库函数的写法，并使用库函数HAL_Delay().

如果这样写，即使开启O3优化等级依然没有问题。感觉上我们前面的写法跟库函数HAL_Delay（）的也没什么差别，都是利用SYSTICK的周期性中断进行统计溢出次数而已。

HAL_Delay（）用到一个统计溢出次数的全局变量uwTick，类似前面定义的Delay变量，它被SYSTICK中断服务程序动态修改，在HAL_Delay()里面经HAL_GetTick()实时读取，显然这个uwTick在定义时也应该加上volatile才合适。

我们不妨看看该变量的定义：

看来，HAL库早就考虑到该变量的特性，在定义时已加上了volatile.

稍微小结，本篇提出的问题跟代码优化有关，因为个别变量定义得不够规范，在开优化或优化等级较高时会发生状况。对于那些可能被多个线程访问的共享变量原则上都要加上volatile。具体到MCU应用，对于那些既会被主程序访问也会中断服务程序访问的全局变量，在使用时建议加上volatile，否则，不开优化或优化等级比较低时可能没任何问题，当开启较高优化等级时可能就问题来了，若代码庞大、共享变量又多时，查起错来可能就比较辛苦。对于编程人员来说，volatile不是什么新鲜玩意，但编程过程中有时可能忽略它，这里结合实际案例来了解、理解它可能更为具体些、深刻些。

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