直正懂得volatile完全的重要性

1、引言

volatile影響編譯器編譯的結(jié)果輸出，volatile 變量是隨時(shí)可能發(fā)生變化的，與volatile變量有關(guān)的運(yùn)算，不要進(jìn)行編譯優(yōu)化，以免出錯(cuò)，（VC++ 在產(chǎn)生release版可執(zhí)行碼時(shí)會(huì)進(jìn)行編譯優(yōu)化，加volatile關(guān)鍵字的變量有關(guān)的運(yùn)算，將不進(jìn)行編譯優(yōu)化。）。

例如：

2、volatile

volatile 告訴編譯器i是隨時(shí)可能發(fā)生變化的，每次使用它的時(shí)候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的可執(zhí)行碼會(huì)重新從i的地址讀取數(shù)據(jù)放在k中。

而優(yōu)化做法是，由于編譯器發(fā)現(xiàn)兩次從i讀數(shù)據(jù)的代碼之間的代碼沒(méi)有對(duì)i進(jìn)行過(guò)操作，它會(huì)自動(dòng)把上次讀的數(shù)據(jù)放在k中。而不是重新從i里面讀。這樣以來(lái)，如果i是一個(gè)寄存器變量或者表示一個(gè)端口數(shù)據(jù)就容易出錯(cuò)，所以說(shuō)volatile可以保證對(duì)特殊地址的穩(wěn)定訪問(wèn)，不會(huì)出錯(cuò)。

一個(gè)定義為volatile的變量是說(shuō)這變量可能會(huì)被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會(huì)去假設(shè)這個(gè)變量的值了。精確地說(shuō)就是，優(yōu)化器在用到這個(gè)變量時(shí)必須每次都小心地重新讀取這個(gè)變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變量的幾個(gè)例子：

1) 并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器）

2) 一個(gè)中斷服務(wù)子程序中會(huì)訪問(wèn)到的非自動(dòng)變量(Non-automatic variables)

3) 多線程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量回答不出這個(gè)問(wèn)題的人是不會(huì)被雇傭的。我認(rèn)為這是區(qū)分C程序員和嵌入式系統(tǒng)程序員的最基本的問(wèn)題。搞嵌入式的家伙們經(jīng)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(nèi)容將會(huì)帶來(lái)災(zāi)難。假設(shè)被面試者正確地回答了這是問(wèn)題（嗯，懷疑是否會(huì)是這樣），我將稍微深究一下，看一下這家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。

1)一個(gè)參數(shù)既可以是const還可以是volatile嗎？解釋為什么。2)一個(gè)指針可以是volatile 嗎？解釋為什么。3) 下面的函數(shù)有什么錯(cuò)誤：

下面是答案：1)是的。一個(gè)例子是只讀的狀態(tài)寄存器。它是volatile因?yàn)樗赡鼙灰庀氩坏降馗淖?。它是const因?yàn)槌绦虿粦?yīng)該試圖去修改它。2) 是的。盡管這并不很常見(jiàn)。一個(gè)例子是當(dāng)一個(gè)中服務(wù)子程序修該一個(gè)指向一個(gè)buffer的指針時(shí)。3) 這段代碼有點(diǎn)變態(tài)。這段代碼的目的是用來(lái)返指針*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一個(gè)volatile型參數(shù)，編譯器將產(chǎn)生類似下面的代碼：

由于*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(jié)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：

3、volatile 用法

嵌入式編程中經(jīng)常用到 volatile這個(gè)關(guān)鍵字，在網(wǎng)上查了下他的用法可以歸結(jié)為以下兩點(diǎn)：

一：告訴compiler不能做任何優(yōu)化

比如要往某一地址送兩指令：

結(jié)果第一個(gè)指令丟失。如果用volatile, compiler就不允許做任何的優(yōu)化，從而保證程序的原意：

即使你要compiler做優(yōu)化，它也不會(huì)把兩次付值語(yǔ)句間化為一。它只能做其它的優(yōu)化。這對(duì)device driver程序員很有用。

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