C學習——volatile的用法

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。

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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ab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

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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。

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

 

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