volatile的用法(转载)

本文详细解释了C/C++中volatile关键字的用途及工作原理,通过具体示例展示了如何使用该关键字确保变量读写的稳定性,特别是在多线程或多任务环境中。

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转载其他网站,没有发现详细的作者,请见谅~内容如下:

volatile的本意是“易变的”

由于访问寄存器的速度要快过RAM,所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。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中断产生时,在main当中调用dosomething函数,但是,由于编译器判断在main函数里面没有修改过i,因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作,然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”,导致dosomething永远也不会被调用。如果将将变量加上volatile修饰,则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化(肯定执行)。此例中i也应该如此说明。

一般说来,volatile用在如下的几个地方:

1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile;

2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile;

3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明,因为每次对它的读写都可能由不同意义;

另外,以上这几种情况经常还要同时考虑数据的完整性(相互关联的几个标志读了一半被打断了重写),在1中可以通过关中断来实现,2中可以禁止任务调度,3中则只能依靠硬件的良好设计了。  

又发现一个说得更清晰的实例:

原作者:iwaswzq 于2004/12/4/16:15,http://blog.vckbase.com/iwaswzq/archive/2004/12/05/1896.aspx

volatile关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改,比如

操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行

优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问。

使用该关键字的例子如下:

int volatile nVint;

当要求使用volatile 声明的变量的值的时候,系统总是重新从它所在的内存读取数据,即使它前面的指

令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。

例如:

volatile int i=10;
int a = i;
。。。//其他代码,并未明确告诉编译器,对i进行过操作
int b = i;

volatile 指出 i是随时可能发生变化的,每次使用它的时候必须从i的地址中读取,因而编译器生成的

汇编代码会重新从i的地址读取数据放在b中。而优化做法是,由于编译器发现两次从i读数据的代码之间

的代码没有对i进行过操作,它会自动把上次读的数据放在b中。而不是重新从i里面读。这样以来,如果

i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错,所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问

注意,在vc6中,一般调试模式没有进行代码优化,所以这个关键字的作用看不出来。下面通过插入汇编

代码,测试有无volatile关键字,对程序最终代码的影响:

首先用classwizard建一个win32 console工程,插入一个voltest.cpp文件,输入下面的代码:

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

 printf("i= %d/n",a);
        //下面汇编语句的作用就是改变内存中i的值,但是又不让编译器知道
 __asm {
  mov         dword ptr [ebp-4], 20h
 }

 int b = i;
 printf("i= %d/n",b);
}

然后,在调试版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 32

然后,在release版本模式运行程序,输出结果如下:
i = 10
i = 10

输出的结果明显表明,release模式下,编译器对代码进行了优化,第二次没有输出正确的i值。

下面,我们把 i的声明加上volatile关键字,看看有什么变化:


#include <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);
}

分别在调试版本和release版本运行程序,输出都是:
i = 10
i = 32

这说明这个关键字发挥了它的作用!

 

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