volatile的用法

还记得上一篇在介绍gcc的参数的时候有个超级难搞的-O参数吧。这个参数是设置编译优化的级别的。编译优化的一个假设是我们写的程序会贪婪无度的使用机器的资源，因此编译器会优化汇编代码，提升执行效率。但是带来的代价是可能会出现难以发现的逻辑错误。CPU是从寄存器中取出变量的值，寄存器中的值是从内存中读取出来的。正常情况下内存中的值发生了修改，把值拷贝到寄存器中。但是有可能发生这样一种情况，即内存中的值发生了改变，但寄存器中的副本没有被修改。原因就是编译器优化的时候，没有每次都从内存中读取值到寄存器，而是直接取了当前寄存器中值。看下面的例子：

static int i = 0;

int main(void)

{

    //...

    while(1)

    {

        if(i)

            dosomething();

    }

}

/*Interruptserviceroutine.*/

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。

 

再来一个更有趣的例子

#include<stdio.h>

void main(int argc,char *argv[])

{

    int i = 10;

    int a = i;

    printf("i=%d",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",b);

}

输出结果如下：

i = 10

i = 10

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(int argc,char *argv[])

{

    volatile int i = 10;

    int a = i;

    printf("i=%d",a);

    __asm

    {

    `    mov dword ptr[ebp-4],20h

    }

    int b = i;

    printf("i=%d",b);

}

分别在调试版本和release版本运行程序，输出都是：

i = 10

i = 32

volatile对应的变量可能在你的程序本身不知道的情况下发生改变，比如多线程的程序，共同访问的内存当中，多个程序都可以操纵这个变量。你自己的程序，是无法判定何时这个变量会发生变化。还比如，他和一个外部设备的某个状态对应， 当外部设备发生操作的时候，通过驱动程序和中断事件，系统改变了这个变量的数值，而你的程序并不知道。

对于volatile类型的变量，系统每次用到他的时候都是直接从对应的内存当中提取，而不会利用cache当中的原有数值，以适应它的未知何时会发生的变化，系统对这种变量的处理不会做优化——显然也是因为它的数值随时都可能变化的情况。

 

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有不同意义

转载于:https://www.cnblogs.com/CalvinWang/p/5378556.html