• volatile in C


      volatile关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如:操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问。
      使用该关键字的例子如下:
      int volatile nVint;
      >>>>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。
      例如:
      volatile int i=10;
      int a = i;
      ...
      //其他代码,并未明确告诉编译器,对i进行过操作
      int b = i;
      >>>>volatile 指出 i是随时可能发生变化的,每次使用它的时候必须从i的地址中读取,因而编译器生成的汇编代码会重新从i的地址读取数据放在b中。而优化做法是,由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作,它会自动把上次读的数据放在b中。而不是重新从i里面读。这样一来,如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错,所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问。
      >>>>注意,在vc6中,一般调试模式没有进行代码优化,所以这个关键字的作用看不出来。下面通过插入汇编代码,测试有无volatile关键字,对程序最终代码的影响:
      >>>>首先,用classwizard建一个win32 console工程,插入一个voltest.cpp文件,输入下面的代码:
      >>
      #i nclude <stdio.h>
      void main()
      {
      int i=10;
      int a = i;
      printf("i= %d",a);
      //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
      __asm {
      mov dword ptr [ebp-4], 20h
      }
      int b = i;
      printf("i= %d",b);
      }
      然后,在调试版本模式运行程序,输出结果如下:
      i = 10
      i = 32
      然后,在release版本模式运行程序,输出结果如下:
      i = 10
      i = 10
      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。下面,我们把 i的声明加上volatile关键字,看看有什么变化:
      #i nclude <stdio.h>
      void main()
      {
      volatile int i=10;
      int a = i;
      printf("i= %d",a);
      __asm {
      mov dword ptr [ebp-4], 20h
      }
      int b = i;
      printf("i= %d",b);
      }
      分别在调试版本和release版本运行程序,输出都是:
      i = 10
      i = 32
      这说明这个关键字发挥了它的作用!
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      volatile对应的变量可能在你的程序本身不知道的情况下发生改变
      比如多线程的程序,共同访问的内存当中,多个程序都可以操纵这个变量
      你自己的程序,是无法判定何时这个变量会发生变化
      还比如,他和一个外部设备的某个状态对应,当外部设备发生操作的时候,通过驱动程序和中断事件,系统改变了这个变量的数值,而你的程序并不知道。
      对于volatile类型的变量,系统每次用到他的时候都是直接从对应的内存当中提取,而不会利用cache当中的原有数值,以适应它的未知何时会发生的变化,系统对这种变量的处理不会做优化——显然也是因为它的数值随时都可能变化的情况。
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      典型的例子
      for ( int i=0; i<100000; i++);
      这个语句用来测试空循环的速度的
      但是编译器肯定要把它优化掉,根本就不执行
      如果你写成
      for ( volatile int i=0; i<100000; i++);
      它就会执行了
      volatile的本意是“易变的”
      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由不同意义;
      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中则只能依靠硬件的良好设计了。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/kanone/p/2236148.html
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