C-关键字之volatile

在上个文章里提到了volatile关键字，这里进行一下总结。里面有网上查到的，也有我使用STM32单片机时关于volatile的心得。

 

Volatile总是和优化有关，编译器有一种技术叫数据流分析，分析程序中变量在哪里赋值，在哪里使用。但这时有些优化并不为程序需要，这时可以用volatile禁止做这些优化。Volatile的字面含义是易变的。

它有以下作用：

1、不会在两个操作之间把volatile变量缓存到寄存器中。在多任务、中断、jmp下，变量可能被其他程序改变，编译器无法自己知道，volatile就是告诉编译器这种情况。

2、不做常量合并等优化。比如：

            volatile int i =1; 
            if (i > 0) ... 
if的条件不会当作无条件真。 如果i前面没有volatile的话，那if的条件就会被不加判断就认为是真值；现在有了volatile，软件会从内存中读出i的值，然后再来比较判断。

3、对volatile变量的读写不会被优化掉。如果你对一个变量赋值但后面没有用到，那编译器常常省略这个操作。

应用举例1：

我用的VS2010，在debug模式下。两段代码输出都是一样的，都是打印10，32。因为debug模式没有对代码进行优化。所以volatile关键字的作用看不出来。

在release模式下，编译器对代码进行了优化（左边的代码中_asm里面的就被优化掉了）。

这样左边的代码输出是10,10；而右边的代码输出是10,32。

注：bsp是栈顶指针，指向下一个压栈时存放数据的地址。这样bsp-4就是i在栈里的地址。

 

应用举例2：往某一个地址发送两次数据

这样就会造成第一条指令丢失，如果用了volatile，就不会被允许优化。

 

Volatile的应用场景：

1、中断服务程序中，修改的其他程序检测的变量，需要加volatile

2、多任务环境下，各任务间共享的标志应加volatile

3、存储器映射的硬件寄存器通常也要用volatile说明，因为每次对它的读写都可能有不同的含义。（这就是STM32的SRAM与外设之间的映射）。

 

         Volatile与STM32：

         大多数 C编译器不支持位段操作。如在使用不同的地址时，C编译器不会认为访问的是同一存储器区域，而且他们也不知道对位段别名的访问只会操作该存储位置的最低位。

         比如：0x40000000与0x4200 0000访问的都是0x4000 0000这一区域，而C编译器会认为它们是两个地址。

在使用位段特性时，变量需被声明为volatile。C编译器不知道同一个数据可以在不同的地址中访问。因此volatile属性可以确保每次在操作一个变量时，访问的是存储器位置而不是处理器内部的本地数据复制。