volatile 詳解

    今天看stl,真不好意思,第一次看到volatile關鍵字,搜索下了,發現還是挺有用的,接下來是兩篇博文,基本上可以涵蓋volatile 的用法

其中第一篇側重於嵌入式上volatile的用法,第二篇側重在c上volatile,兩篇互補.

注:c++中可以使用 const_cast  去除 volatile 的作用


第一篇轉自:http://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/06/24/1764231.html

置爲2,然後循環等待直到intSignal 爲1 時退出。顯然intSignal的值必須在外部被改變,否則該線程不會退出。但是實際運行的時候該線程卻不會退出,即使在外部將它的值改爲1,看一下對應的僞彙編代碼就明白了: 
mov ax,signal
label:
if(ax!=1)
goto label
     對於C編譯器來說,它並不知道這個值會被其他線程修改。自然就把它cache在寄存器裏面。記住,C 編譯器是沒有線程概念的!這時候就需要用到volatile。volatile 的本意是指:這個值可能會在當前線程外部被改變。也就是說,我們要在threadFunc中的intSignal前面加上volatile關鍵字,這時候,編譯器知道該變量的值會在外部改變,因此每次訪問該變量時會重新讀取,所作的循環變爲如下面僞碼所示: 
label:
mov ax,signal
if(ax!=1)
goto label
3、Memory 
      有了上面的知識就不難理解Memory修改描述符了,Memory描述符告知GCC: 
1)不要將該段內嵌彙編指令與前面的指令重新排序;也就是在執行內嵌彙編代碼之前,它前面的指令都執行完畢
2)不要將變量緩存到寄存器,因爲這段代碼可能會用到內存變量,而這些內存變量會以不可預知的方式發生改變,因此GCC插入必要的代碼先將緩存到寄存器的變量值寫回內存,如果後面又訪問這些變量,需要重新訪問內存。
     如果彙編指令修改了內存,但是GCC 本身卻察覺不到,因爲在輸出部分沒有描述,此時就需要在修改描述部分增加“memory”,告訴GCC 內存已經被修改,GCC 得知這個信息後,就會在這段指令之前,插入必要的指令將前面因爲優化Cache 到寄存器中的變量值先寫回內存,如果以後又要使用這些變量再重新讀取。 
     使用“volatile”也可以達到這個目的,但是我們在每個變量前增加該關鍵字,不如使用“memory”方便


第二篇轉自:http://blog.csdn.net/tskyfree/article/details/8043359

volatile 影響編譯器編譯的結果,指出,volatile 變量是隨時可能發生變化的,與volatile變量有關的運算,不要進行編譯優化,以免出錯,(VC++ 在產生release版可執行碼時會進行編譯優化,加volatile關鍵字的變量有關的運算,將不進行編譯優化。)。
例如:
volatile int i=10;
int j = i;
...
int k = i;
volatile 告訴編譯器i是隨時可能發生變化的,每次使用它的時候必須從i的地址中讀取,因而編譯器生成的可執行碼會重新從i的地址讀取數據放在k中。
而優化做法是,由於編譯器發現兩次從i讀數據的代碼之間的代碼沒有對i進行過操作,它會自動把上次讀的數據放在k中。而不是重新從i裏面讀。這樣以來,如果i是一個寄存器變量或者表示一個端口數據就容易出錯,所以說volatile可以保證對特殊地址的穩定訪問,不會出錯。

/**********************

一個定義爲volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變量的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值,而不是使用保存在寄存器裏的備份。下面是volatile變量的幾個例子:
1) 並行設備的硬件寄存器(如:狀態寄存器)
2) 一箇中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
3) 多線程應用中被幾個任務共享的變量
回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認爲這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題。搞嵌入式的傢伙們經常同硬件、中斷、RTOS等等打交道,所有這些都要求用到volatile變量。不懂得volatile的內容將會帶來災難。假設被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑是否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1)一個參數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋爲什麼。
2); 一個指針可以是volatile 嗎?解釋爲什麼。
3); 下面的函數有什麼錯誤:
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
下面是答案:
1)是的。一個例子是隻讀的狀態寄存器。它是volatile因爲它可能被意想不到地改變。它是const因爲程序不應該試圖去修改它。
2); 是的。儘管這並不很常見。一個例子是當一箇中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
3) 這段代碼有點變態。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型參數,編譯器將產生類似下面的代碼:
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
由於*ptr的值可能被意想不到地該變,因此a和b可能是不同的。結果,這段代碼可能返不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
位操作(Bit manipulation)

//*********************

嵌入式編程中經常用到 volatile這個關鍵字,在網上查了下他的用法可以歸結爲以下兩點:

一:告訴compiler不能做任何優化

   比如要往某一地址送兩指令:
   int *ip =...; //設備地址
   *ip = 1; //第一個指令
   *ip = 2; //第二個指令
   以上程序compiler可能做優化而成:
   int *ip = ...;
   *ip = 2;
   結果第一個指令丟失。如果用volatile, compiler就不允許做任何的優化,從而保證程序的原意:
   volatile int *ip = ...;
   *ip = 1;
   *ip = 2;
   即使你要compiler做優化,它也不會把兩次付值語句間化爲一。它只能做其它的優化。這對device driver程序員很有用。

二:表示用volatile定義的變量會在程序外被改變,每次都必須從內存中讀取,而不能把他放在cache或寄存器中重複使用。

   如   volatile char a;  
        a=0;
       while(!a){
//do some things;  
       }  
       doother();
   如果沒有 volatile doother()不會被執行



發佈了59 篇原創文章 · 獲贊 9 · 訪問量 18萬+
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章