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C中的Volatile用法

volatile 影響編譯器編譯的結果,指出,volatile 變數是隨時可能發生變化的,與volatile變數有關的運算,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關鍵字的變數有關的運算,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的地址讀取資料放在k中。
而優化做法是,由於編譯器發現兩次從i讀資料的程式碼之間的程式碼沒有對i進行過操作,它會自動把上次讀的資料放在k中。而不是重新從i裡面讀。這樣以來,如果i是一個暫存器變數或者表示一個埠資料就容易出錯,所以說volatile可以保證對特殊地址的穩定訪問,不會出錯。

一個定義為volatile的變數是說這變數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數的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變數時必須每次都小心地重新讀取這個變數的值,而不是使用儲存在暫存器裡的備份。下面是volatile變數的幾個例子:
1) 並行裝置的硬體暫存器(如:狀態暫存器)
2) 一箇中斷服務子程式中會訪問到的非自動變數(Non-automatic variables)
3) 多執行緒應用中被幾個任務共享的變數

1)一個引數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什麼。
2); 一個指標可以是volatile 嗎?解釋為什麼。
3); 下面的函式有什麼錯誤:
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暫存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程式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式修該一個指向一個buffer的指標時。
3) 這段程式碼有點變態。這段程式碼的目的是用來返指標*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型引數,編譯器將產生類似下面的程式碼:
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,這段程式碼可能返不是你所期望的平方值!正確的程式碼如下:
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}

嵌入式程式設計中經常用到 volatile這個關鍵字,在網上查了下他的用法可以歸結為以下兩點:

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 =...; //裝置地址
   *ip = 1; //第一個指令
   *ip = 2; //第二個指令
   以上程式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,從而保證程式的原意:
   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為一。它只能做其它的優化。這對device driver程式設計師很有用。

二:表示用volatile定義的變數會在程式外被改變,每次都必須從記憶體中讀取,而不能把他放在cache或暫存器中重複使用。

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