volatile 和 register关键字在嵌入式中基本用法

原创 已于 2024-06-06 15:46:50 修改 · 470 阅读 · 12 ·
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于 2024-06-06 14:57:21 首次发布
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sunarmy
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嵌入式C语言中的volatile关键字的应用
CodeSageX的博客
09-15 298
总结起来，volatile关键字在嵌入式C语言中的使用是为了确保对特殊变量的读写操作不被编译器优化，从而保证了程序的可靠性和精确性。在嵌入式系统开发中，C语言是一种常用的编程语言。嵌入式系统通常要求高度可靠和精确的操作，因此对于一些特殊的变量，如硬件寄存器、中断标志和共享内存等，我们需要使用volatile关键字来确保编译器正确处理这些变量。需要注意的是，volatile关键字只保证了对该变量的单个读写操作是原子的，而并不能保证对该变量的多个读写操作是原子的。变量的读写进行优化，以确保在循环中读取。
在C++中使用volatile关键字
qq_35529025的博客
03-06 352
在这种情况下，程序需要确保每次读取硬件状态时都能获取最新的值，而不是使用可能已经过时的缓存值。声明的变量，编译器在每次访问时都会重新从其所在的内存位置读取其值，而不是使用保存在寄存器中的副本。这对于多线程程序中共享变量，或者和硬件设备交互、中断服务程序中使用的变量非常重要，因为这些变量的值可能会被外部事件随时改变。由于硬件设备可能会在任何时候改变这些寄存器的值（例如，表示设备状态的寄存器），所以访问这些寄存器的变量应该声明为。关键字在C++中用于告诉编译器，一个变量的值可能以程序未明确指定的方式被改变。
嵌入式开发-c语言中volatile关键字作用
04-08
一个定义为volatile 的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编 译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必 须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份
嵌入式系统/ARM技术中的volatile在多线程中的应用
11-12
作者：曹忠明，华清远见嵌入式学院讲师。 　　volatile在词典中的意思是易变的，反复无常的。它在我们的程序设计中常常用到的。volatile是一个关键字，用来修饰一个变量，告诉编译器在编译的时候不要对其进行优化，在操作寄存器和多线程中这种用法是最常见的。 　　有这样一个例子： 　　#include 　　#include 　　void my_func(); 　　int? i; 　　int main() 　　{ 　　pthread_t my_thread; 　　int err,k; 　　if ((err = pthread_cr
嵌入式C语言中的volatile关键字
嵌入精灵
09-14 1142
<br />/*********以下是转载《16道嵌入式C语言面试题中的一题》***********/<br />关键字volatile有什么含意 并给出三个不同的例子。 <br />一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去 <br />假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读 <br />取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量的几个例子： <br />1). 并行设备的硬件寄存器（如：状
【嵌入式C语言】嵌入式程序中volatile关键字的作用
物联网从你我开始
08-17 1177
当一个变量被volatile修饰时，就说明这个变量可能会在任何时刻改变，这样，编译器就不会在编译阶段去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用曾经读取后保存在寄存器里的备份。 如果没有volatile关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值，如果这个变量在程序的其他位置被更新了的话，将出现不一致的现象。
C语言volatile关键字
Sunshine的专栏
05-22 1381
在学习setjmp和longjmp函数时涉及到了volatile关键字。volatile关键字是什么作用？为什么要设置该关键字？ 转自： http://blog.youkuaiyun.com/tigerjibo/article/details/7427366 一.前言 1.编译器优化介绍：         硬件级别优化：由于内存访问速度远不及CPU处理速度，为提高机器整
auto关键字在嵌入式中的5种高效用法：提升代码可读性与维护性的关键一步
[auto关键字在嵌入式中的5种高效用法：提升代码可读性与维护性的关键一步](https://d8it4huxumps7.cloudfront.net/uploads/images/65ae3087ea776_keywords_in_c_new_1.jpg?d=2000x2000) # 1. auto关键字在嵌入式开发...
C语言中关键字const、static、volatile、extern、auto、register的用法分析.doc
05-28
C语言中关键字const、static、volatile、extern、auto、register的用法分析 本文将对C语言中的六个关键字：const、static、volatile、extern、auto、register进行详细的分析和解释。 一、const关键字 Const关键字...
嵌入式C语言进阶：深入理解volatile关键字的精髓
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汽车电子软件领域知识分享
08-25 792
嵌入式C语言中volatile关键字精要解析 本文深入探讨了嵌入式C语言中volatile关键字的核心应用场景和正确用法。volatile不是优化工具，而是保证程序正确性的关键，主要应用于四种场景：硬件寄存器访问、中断服务程序共享变量、DMA操作缓冲区和多任务环境共享数据。文章通过大量代码示例展示了volatile的正确用法，包括寄存器映射、中断标志处理、DMA缓冲区声明等，同时指出了常见误用情况，如过度使用volatile、误认为它能保证原子性等。
嵌入式中volatile
biao2488890051的博客
06-05 1606
每个成员都使用“volatile”进行了修饰，目的是防止编译器优化。 “示例代码 17.1.1.1”就是 STM32F103 的中断向量表，中断向量表都是链接到代码的最 前面，比如一般 ARM 处理器都是从地址 0X00000000 开始执行指令的，那么中断向量表就是 从 0X00000000 开始存放的。“示例代码 17.1.1.1”中第 1 行的“__initial_sp”就是第一条中断 向量，存放的是栈顶指针，接下来是第 2 行复位中断复位函数 Reset_Handler 的入口地址，依 次类推
嵌入式中volatile关键字
豚
10-29 1098
volatile关键字区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题:嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所有这些都要求使用volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。 volatile的作用是作为指令关键字，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。如果没有volatile关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值，...
【嵌入式】C语言中volatile关键字
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07-31 9853
00. 目录 文章目录00. 目录01. volatile概述02. volatile应用场景03. volatile应用示例04. 嵌入式系统中应用05. volatile官方说明volatile06. 附录 01. volatile概述 volatile是C语言中的一个关键字。将变量定义为volatile就表示告诉编译器这个变量可能会被竟想不到地改变，在这种情况下，编译器就不会去假设这个变量的值了，及优化器在用到这个变量是必须每次重新读取他的值。 02. volatile应用场景 在程序中，volati
嵌入式开发中volatile的应用
liuwuyi1987的博客
08-27 2299
volatile是嵌入式开发中比较重要的关键字，然而网上的相关资料五花八门，基本都没有将其讲全，本人就花点时间，权当为社会做做贡献！
【嵌入式笔记】【C语言】volatile
Codes
08-01 368
例如，在处理外部设备的寄存器时，这些寄存器的值可能会被设备本身异步地修改，而不是通过程序控制。在上面的示例中，device_register被声明为volatile，这样编译器在生成机器代码时会确保每次访问device_register都会从地址0x1000处读取最新的值，而不会使用任何缓存的优化。在嵌入式C编程中，特别是涉及到并发访问、中断处理和硬件寄存器的情况下，使用"volatile"关键字非常重要，因为它可以确保编译器不会对这些变量的读写进行优化或者重排，从而保证代码的正确性和预期行为。
嵌入式C语言中volatile关键字的作用
mftang的博客
03-03 912
volatile关键字在嵌入式C语言中的作用就是告知编译器，相关变量的值可能会在意料之外的情况下改变，要求编译器在读写这些变量时不进行优化，并确保对它们的访问是实时的。这样可以保证代码的正确性和可靠性。在嵌入式C语言中，volatile关键字的作用至关重要，主要用于处理以下场景：
【面试集锦 - 嵌入式 - volatile变量】
六月悉茗的博客
07-11 482
在编程中，volatile是一个关键字，用于声明一个变量为“易变”的。它告诉编译器，该变量的值可能在程序的控制流之外被修改，因此编译器不应对该变量进行某些优化。volatile使用volatilevolatilevolatilevolatile需要注意的是，volatile关键字只提供了对变量可见性和直接访问的保证，它并不能提供原子性或线程同步的保证。如果需要原子操作或线程同步，还需要使用适当的同步机制，如互斥锁、原子操作或信号量等。总之，volatile。
书本里不会讲的C语言关键词volatile用法
qkj261的博客
03-04 744
参考链接： https://www.sohu.com/a/151096625_777180 volatile用于声明变量时的使用的限定符。它告诉编译器该变量值可能随时发生变化，且这种变化并不是代码引起的。给编译器这个暗示是很重要的。在开始前，我们向来看一看volatile的语法。 C语言关键字volatile语法 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foo声明一个volatile的整型。 volatile int foo; .
C语言中的关键字volatile的用法是什么
04-20
### C语言中 `volatile` 关键字的使用场景和作用 #### 1. **`volatile` 的基本概念** `volatile` 是一种类型修饰符，用于声明一个变量具有“易变性”。这意味着该变量可能会在程序控制之外被修改，比如通过硬件中断、多线程或其他外部事件。编译器会因此避免对这类变量进行优化，确保每次访问都直接从内存中读取或写入[^2]。 #### 2. **`volatile` 的主要作用** - 防止编译器优化：当变量被标记为 `volatile` 后，编译器不会假设它的值保持不变，即使在同一表达式中多次使用也不会将其缓存在寄存器中[^3]。 - 提供稳定的内存访问：对于某些特定地址（如硬件寄存器），使用 `volatile` 可以保证每次都从实际物理地址读取数据，而不是依赖于可能过期的副本[^4]。 #### 3. **典型使用场景** ##### (1) 硬件寄存器操作 在嵌入式开发中，许多设备的状态可以通过特定的内存映射寄存器来反映。由于这些状态可能随时变化，通常需要用 `volatile` 来保护相关变量： ```c volatile int *hardware_register = (int *)0xFFFF0000; // 假设这是某个硬件寄存器的地址 *hardware_register = 1; // 设置硬件状态 if (*hardware_register != 0) { // 检查当前状态 printf("Hardware is active\n"); } ``` ##### (2) 中断服务程序 在一个中断驱动的应用中，全局标志位可能由中断处理函数设置并由主线程检测。为了防止编译器错误地认为此标志未更改而导致逻辑错误，应将其声明为 `volatile`： ```c volatile int interrupt_flag = 0; void ISR() { interrupt_flag = 1; // 中断触发时置位 } void main_loop() { while (!interrupt_flag); // 主循环等待中断发生 process_interrupt(); } ``` ##### (3) 多线程环境下的共享变量 尽管现代编程更倾向于使用同步机制解决并发问题，但在简单情况下也可以利用 `volatile` 表明某变量会被多个线程同时访问而不受锁保护： ```c #include <pthread.h> volatile int shared_variable = 0; void* thread_function(void* arg) { ++shared_variable; return NULL; } int main() { pthread_t t1, t2; pthread_create(&t1, NULL, thread_function, NULL); pthread_create(&t2, NULL, thread_function, NULL); pthread_join(t1, NULL); pthread_join(t2, NULL); printf("Shared variable value: %d\n", shared_variable); return 0; } ``` 注意，在这种情形下仅靠 `volatile` 并不足以完全保障一致性；还需要配合原子操作或者互斥锁才能实现真正的线程安全[^1]。 --- ### 总结 综上所述，`volatile` 在 C 语言中的核心价值在于指示那些容易受到外界干扰的数据项免遭不必要的性能改进措施的影响，从而维持预期的行为表现。然而需要注意的是，虽然它可以阻止部分类型的误判行为，但对于复杂的跨模块交互还是建议采用更加严谨的设计策略加以应对。
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