C语言学习之volatile关键字

记录在项目中遇到被频繁更改的变量读取值错误的bug：

这些变量在main.c中声明，被一些函数调用和赋值，

 同时在定时器中断函数文件中引用，中断处理函数利用它们进行计数并清零，实现控制时间线功能，

 测试时发现与实际设定的时间不符，通过调试发现count变量有时没有正确调用更新的值，想到volatile和编译器相关知识点：这些变量被频繁地跨文件赋值和调用，变量赋值或取值的操作可能在编译过程中被编译器优化，用volatile关键字声明的变量，在每次对其值进行引用的时候都会从原始地址取值，用来消除编译器的优化。补充volatile声明后bug解决。

---

例：摘自博客C语言-volatile

在中断服务程序中，经常会修改一些全局变量值，来作为主程序中的判断条件。例如，在串口中断服务程序中，可能会检测是否接收到了ETX（假如是消息的结束标识符）字符。如果接收到了ETX，ISR设置一个全局标志位。

    错误的做法： 

在关闭编译器优化的情况下，程序可能执行正常。然而，任何像样点而优化都会“break”这段程序。问题是编译器并不知道etx_rcvd可能被ISR中被修改。编译器只知道，表达式!ext_rcvd始终为真，你讲用于无法退出循环。结果，循环后面的代码可能被编译器优化掉。

    幸运的话，你的编译器可能会发出警告；不幸的话，(或者你不认真的查看编译器警告)，你的程序无法正常执行。当然，你可以责怪编译器执行了“糟糕的优化”。

    解决方式是，将变量etx_rcvd声明为volatile，所有问题（当然，也可能是部分问题）就消失了。
 

---

volitail关键字使用笔记

volatile原意是“易变的”，在嵌入式环境中用volatile关键字声明的变量，在每次对其值进行引用的时候都会从原始地址取值。由于该值“易变”的特性所以，针对其的任何赋值或者获取值操作都会被执行（而不会被优化）。由于这个特性，所以该关键字在嵌入式编译环境中经常用来消除编译器的优化，可以分为以下三种情景：
1)修饰硬件寄存器；
2)修饰中断服务函数中的非自动变量；
3)在有操作系统的工程中修饰会被多个应用修改的变量。

volatile关键字的写法：

声明一个变量为volatile，可以在数据类型之前或之后加上关键字volatile。下面的语句，把x声明为一个volatile的整型。

volatile int x;
int volatile x;

把指针指向的变量声明为volatile很常见，尤其是I/O寄存器的地址映射。下面的语句，把pReg声明为一个指向8-bit无符号指针，指针指向的内容为volatile。

volatile uint8_t * pReg;
uint8_t volatile * pReg;

 volatile的指针指向非volatile的变量很少见，语法是：

int * volatile p;

注意点：

频繁地使用 volatile 很可能会增加代码尺寸和降低性能，因为它频繁地访问内存，而非缓存或寄存器，因此要合理的使用 volatile。

作为指令关键字，确保本条指令不会因编译器的优化而省略，且要求每次直接读值，volatile处理结果：直接存取原始内存地址的值。

“一些编译器允许把所有的变量隐式的声明为volatile，请抵制这种诱惑，因为它会令你不再思考，当然也会导致生成低效的代码。”