Arduino C++程序写入对象时中断报错：限定符丢弃问题排查

错误原因 #

编译错误的核心是volatile限定符丢失：

• 当TestClass对象被声明为volatile（volatile TestClass testObj），它的所有成员（包括private的test成员）都会被视为volatile TestClass2类型。
• 执行test = x时，实际调用的是TestClass2的默认赋值运算符TestClass2& operator=(const TestClass2&)，这个运算符没有volatile限定。对volatile对象调用非volatile成员函数时，this指针会从volatile TestClass2*隐式转换为TestClass2*，丢弃了volatile属性，触发编译器报错。
• 换成整数数组能正常运行，是因为内置类型的赋值是直接内存操作，编译器允许volatile内置类型的赋值，不需要调用成员函数。

解决方案 #

方案1：为TestClass2添加volatile版本的赋值运算符 #

给自定义类补充支持volatile对象的赋值运算符，保留volatile限定符：

class TestClass2{
  public:
    TestClass2(int x,int y,int z) : _x(x), _y(y), _z(z) {}
    
    // 新增volatile赋值运算符
    TestClass2& operator=(const TestClass2& rhs) volatile {
        if (this != &rhs) {
            _x = rhs._x;
            _y = rhs._y;
            _z = rhs._z;
        }
        return *this;
    }

  private:
    int _x,_y,_z;
};

class TestClass{
  public:
    void putVal(TestClass2 x)volatile{
        test = x; // 现在可以正常调用volatile版赋值运算符
    }
  private:
    TestClass2 test;
};

方案2：直接操作TestClass2的成员变量 #

如果可以修改TestClass2的成员访问权限，直接赋值内置类型成员，绕过默认赋值运算符：

class TestClass2{
  public:
    int _x,_y,_z; // 改为public，或提供getter/setter
    TestClass2(int x,int y,int z) : _x(x), _y(y), _z(z) {}
};

class TestClass{
  public:
    void putVal(TestClass2 x)volatile{
        // 直接赋值内置类型，编译器允许volatile内置类型的赋值
        test._x = x._x;
        test._y = x._y;
        test._z = x._z;
    }
  private:
    TestClass2 test;
};

注意事项 #

• 中断服务程序（ISR）中操作共享变量时，要确保操作的原子性。如果TestClass2的成员是32位类型（如ESP32上的int），单个成员的赋值是原子的；若需要多个成员的赋值作为整体原子操作，可在ISR中临时关闭中断（但需注意中断延迟问题）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者boiledRice