一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是,优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量的几个例子:
1) 并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)
2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
3) 多线程应用中被几个任务共享的变量
回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。假设被面试者正确地回答了这是问题(嗯,怀疑是否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1)一个参数既可以是const还可以是volatile吗?解释为什么。
2); 一个指针可以是volatile 吗?解释为什么。
3); 下面的函数有什么错误:
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
下面是答案:
1)是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。
2); 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。
3) 这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返指针ptr指向值的平方,但是,由于ptr指向一个volatile型参数,编译器将产生类似下面的代码:
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
由于*ptr的值可能被意想不到地该变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值!正确的代码如下:
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
上午在CSDN的C++版逛时,发现有人在问volatile关键字的用义和用法。于是乎便写了这篇BLOG。
如果你懂一点点的编译器的知识我想你都会知道编译器在编译你的代码的时候,用进行自动优化的,用以产生优化指令。同上操作系统和一些线程同样也会对你所定义的一些变量做出一些你所不知道的更改。这样的更改我们称为,隐式修改,因为你不知道,编译器在什么情况下,在那里做出了优化,甚至你都不知道,或是不能肯定编译器到底有没有对你的代码做出优化。
直接点把你看看下面的例子
#include
void main()
{
int i=10;
int a = i;
printf("i= %d\n",a);
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 50h
}
//下面汇编语句的作用就是改变内存中i的值,但是又不让编译器知道,来隐式的修改了变量。
int b = i;
printf("i= %d\n",b);
}
然后,在调试版本(debug)模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 80
然后,在release版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 10
呵呵结果看到了吗?输出的结果明显表明,release模式下,编译器对代码进行了优化,第二次没有输出正确的i值。所以得出一个结论在VC中release模式编译代码时编译器会自动对你的代码来做起优化的。而调试版本(debug)模式下便不会。
废话说了好多啊呵呵 下面继续说说 volatile
下面,我们把 i的声明加上volatile关键字,看看有什么效果:
#include
void main()
{
volatile int i=10;
int a = i;
printf("i= %d\n",a);
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 50h
}
int b = i;
printf("i= %d\n",b);
}
这下你再在调试版本和release版本运行程序,看看输出结果是不是都是:
i = 10
i = 32
估计大家看到这里便会明白了,volatile 这个关键字最最主要的意思是做什么的了。
在MSDN中volatile是一个限定符,也称为keyword或描述符,"volatile 关键字指示字段可由操作系统、硬件或并发执行的线程在程序中进行修改。"
当要求使用volatile 声明的变量的值的时候,系统总是重新从它所在的内存读取数据,即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。
一般说来,volatile用在如下的几个地方:
1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile;
2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile;
3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明,因为每次对它的读写都可能由不同意义;
声明方式为 volatile declaration
备注
系统总是在 volatile 对象被请求的那一刻读取其当前值,即使上一条指令从同一对象请求值。而且,该对象的值在赋值时立即写入。
volatile 修饰符通常用于由多个线程访问而不使用 lock 语句来序列化访问的字段。使用 volatile 修饰符能够确保一个线程检索由另一线程写入的最新值。
备注部分由MSDN原文所说。
本文参考:关于volatile关键字的说明以及测试(作者:iwaswzq)
volatile用法的相关文章
由于访问寄存器的速度要快过RAM,所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。比如:
static int i=0;
int main(void)
{
...
while (1)
{
if (i)
dosomething();
}
}
/* Interrupt service routine. */
void ISR_2(void)
{
i=1;
}
程序的本意是希望ISR_2中断产生时,在main当中调用dosomething函数,但是,由于编译器判断在main函数里面没有修改过i,因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作,然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”,导致dosomething永远也不会被调用。
如果将将变量加上volatile修饰,则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化(肯定执行)。此例中i也应该如此说明。
一般说来,volatile用在如下的几个地方:
1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile;
2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile;
3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明,因为每次对它的读写都可能有不同意义;
另外,以上这几种情况经常还要同时考虑数据的完整性(相互关联的几个标志读了一半被打断了重写),在1中可以通过关中断来实现,2中可以禁止任务调度,3中则只能依*硬件的良好设计了。
- 因为volatile抑制了优化,因而应尽量减少对它的引用操作,最好只对它进行简单的读写赋值,如:
volatile char *pcWr_g;
...
while (...)
*pcWr_g++=UDR;
...
考虑改写成:
char *pcTemp;
...
pcTemp=pcWr_g;
while (...)
*pcTemp++=UDR;
pcWr_g=pcTemp;
...
(其实即便pcWr_g是普通的全局变量,一般而言也是改写后的效率高些,可以在循环中只针对寄存器操作)
-
优化还会清除死代码、执行代码合并等,因而某些C语句可能找不到直接对应的汇编代码,这应该只会给调试设置断点有影响,不影响运行结果。
-
类似
for (i=0; i<10000; i++)
j=0;
之类的延时,如果不把j或者i说明成volatile,编译器都会当成无用代码把优化掉
文章二:
volatile的本意是一般有两种说法--1.“暂态的”;2.“易变的”。
这两种说法都有可行。但是究竟volatile是什么意思,现举例说明(以Keil-c与a51为例 例子来自Keil FQA),看完例子后你应该明白volatile的意思了,如果还不明白,那只好 再看一遍了。
例1.
void main (void)
{
volatile int i;
int j;
i = 1; //1 不被优化 i=1
i = 2; //2 不被优化 i=1
i = 3; //3 不被优化 i=1
j = 1; //4 被优化
j = 2; //5 被优化
j = 3; //6 j = 3
}
原文链接: https://www.cnblogs.com/taotaocpp/archive/2012/09/24/2700157.html
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