volatile定義變量的作用是什么?


問: 本人新手,看到最新的貼在上,大家在定義變量的時候常常加上volatile,請問加上這個目的是什么,是否加上這個后,變量存放的位置就會發生變化,謝謝大家!

答:volatile的本意是“易變的”,由於訪問寄存器的速度要快過RAM,所以編譯器一般都會作減少存取外部RAM的優化。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中斷產生時,在main當中調用dosomething函數,但是,由於編譯器判斷在main函數里面沒有修改過 i,因此可能只執行一次對從 i 到某寄存器的讀操作,然后每次 if 判斷都只使用這個寄存器里面的“i副本”,導致dosomething永遠也不會被調用。如果將將變量加上volatile修飾,則編譯器保證對此變量的讀寫操作都不會被優化(肯定執行)。此例中 i 也應該如此說明。
一般說來,volatile用在如下的幾個地方:
1、中斷服務程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile;
2、多任務環境下各任務間共享的標志應該加volatile;
3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明,因為每次對它的讀寫都可能由不同意義;
另外,以上這幾種情況經常還要同時考慮數據的完整性(相互關聯的幾個標志讀了一半被打斷了重寫),在1中可以通過關中斷來實現,2中可以禁止任務調度,3中則只能依靠硬件的良好設計了。

簡單點:
就是該變量會以編譯器無法預知的方式發生變化,請編譯器不要做優化(所有的編譯器的優化均假設編譯器知道變量的變化規律)

2.關於volatile關鍵字的說明以及測試 
volatile關鍵字是一種類型修飾符,用它聲明的類型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改,比如操作系統、硬件或者其它線程等。遇到這個關鍵字聲明的變量,編譯器對訪問該變量的代碼就不再進行優化,從而可以提供對特殊地址的穩定訪問。
使用該關鍵字的例子如下:

int volatile nVint;

當要求使用volatile 聲明的變量的值的時候,系統總是重新從它所在的內存讀取數據,即使它前面的指
令剛剛從該處讀取過數據。而且讀取的數據立刻被保存。例如:

volatile int i=10;
int a = i;
。。。//其他代碼,並未明確告訴編譯器,對i進行過操作
int b = i;

volatile 指出 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,因而編譯器生成的匯編代碼會重新從i的地址讀取數據放在b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b中。而不是重新從i里面讀。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。
注意,在vc6中,一般調試模式沒有進行代碼優化,所以這個關鍵字的作用看不出來。下面通過插入匯編代碼,測試有無volatile關鍵字,對程序最終代碼的影響:

首先用classwizard建一個win32 console工程,插入一個voltest.cpp文件,輸入下面的代碼:
#i nclude <stdio.h>
void main()
{
int i=10;
int a = i;

printf("i= %d\n",a);
        //下面匯編語句的作用就是改變內存中i的值,但是又不讓編譯器知道
__asm {
   mov          dword ptr [ebp-4], 20h
}

int b = i;
printf("i= %d\n",b);
}

然后,在調試版本模式運行程序,輸出結果如下:
i = 10
i = 32

然后,在release版本模式運行程序,輸出結果如下:
i = 10
i = 10

輸出的結果明顯表明,release模式下,編譯器對代碼進行了優化,第二次沒有輸出正確的i值。

下面,我們把 i的聲明加上volatile關鍵字,看看有什么變化:

#i nclude <stdio.h>
void main()
{
volatile int i=10;
int a = i;

printf("i= %d\n",a);
__asm {
   mov          dword ptr [ebp-4], 20h
}

int b = i;
printf("i= %d\n",b);
}

分別在調試版本和release版本運行程序,輸出都是:
i = 10
i = 32

這說明這個關鍵字發揮了它的作用!


轉自:http://blog.21ic.com/user1/8499/archives/2012/93148.html



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