c語言volatile的作用

　　C語言中volatile在什么情況下使用

　　volatile是易變的，不穩(wěn)定的意思，volatile是關(guān)鍵字，是一種類型修飾符，用它修飾的變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如操作系統(tǒng)、硬件或者其他線程等，遇到這個關(guān)鍵字聲明的變量，編譯器對訪問該變量的代碼不在進行優(yōu)化，從而可以提供對特殊地址的穩(wěn)定訪問。

　　volatile 關(guān)鍵字告訴編譯器該變量是隨時可能發(fā)生變化的，每次使用它的時候必須從內(nèi)存中取出他的值，因而編譯器生成的匯編代碼會從原內(nèi)存地址中讀取數(shù)據(jù)使用。

　　如果一個寄存器或者變量表示一個端口或者多個線程的共享數(shù)據(jù)，就容易出錯，所以volatile可以保證對特殊地址的穩(wěn)定訪問。

　　c語言volatile的作用

　　簡單地說就是防止編譯器對代碼進行優(yōu)化。比如如下程序：

　　1、4XBYTE［2］=0x55;

　　2、XBYTE［2］=0x56;

　　3、XBYTE［2］=0x57;

　　4、XBYTE［2］=0x58;

　　對外部硬件而言，上述四條語句分別表示不同的操作，會產(chǎn)生四種不同的動作，但是編譯器卻會對上述四條語句進行優(yōu)化，認為只有XBYTE［2］=0x58（即忽略前三條語句，只產(chǎn)生一條機器代碼）。如果鍵入volatile，則編譯器會逐一地進行編譯并產(chǎn)生相應(yīng)的機器代碼（產(chǎn)生四條代碼）。

　　volatile變量有兩個作用：一個是告訴編譯器不要進行優(yōu)化；另一個是告訴系統(tǒng)始終從內(nèi)存中取變量的地址，而不是從緩存中取變量的值（加volatile和不加volatile系統(tǒng)都會產(chǎn)生緩存）。

　　volatile提醒編譯器它后面所定義的變量隨時都有可能改變，因此編譯后的程序每次需要存儲或讀取這個變量的時候，都會直接從變量地址中讀取數(shù)據(jù)。如果沒有volatile關(guān)鍵字，則編譯器可能優(yōu)化讀取和存儲，可能暫時使用寄存器中的值，如果這個變量由別的程序更新了的話，將出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。下面舉例說明。在DSP開發(fā)中，經(jīng)常需要等待某個事件的觸發(fā)，所以經(jīng)常會寫出這樣的程序：

　　short flag;

　　void test（）

　　{

　　do1（）;

　　while（flag==0）;

　　do2（）;

　　}

　　這段程序等待內(nèi)存變量flag的值變?yōu)?（懷疑此處是0，有點疑問，）之后才運行do2（）。變量flag的值由別的程序更改，這個程序可能是某個硬件中斷服務(wù)程序。例如：如果某個按鈕按下的話，就會對DSP產(chǎn)生中斷，在按鍵中斷程序中修改flag為1，這樣上面的程序就能夠得以繼續(xù)運行。但是，編譯器并不知道flag的值會被別的程序修改，因此在它進行優(yōu)化的時候，可能會把flag的值先讀入某個寄存器，然后等待那個寄存器變?yōu)?。如果不幸進行了這樣的優(yōu)化，那么while循環(huán)就變成了死循環(huán)，因為寄存器的內(nèi)容不可能被中斷服務(wù)程序修改。為了讓程序每次都讀取真正flag變量的值，就需要定義為如下形式：

　　volatile short flag;

　　需要注意的是，沒有volatile也可能能正常運行，但是可能修改了編譯器的優(yōu)化級別之后就又不能正常運行了。因此經(jīng)常會出現(xiàn)debug版本正常，但是release版本卻不能正常的問題。所以為了安全起見，只要是等待別的程序修改某個變量的話，就加上volatile關(guān)鍵字。

　　volatile的本意是“易變的”

　　由于訪問寄存器的速度要快過RAM，所以編譯器一般都會作減少存取外部RAM的優(yōu)化。比如：

　　static int i=0;

　　int main（void）

　　{

　　。。。

　　while （1）

　　{

　　if （i） do_something（）;

　　}

　　}

　　/* Interrupt service routine. */

　　void ISR_2（void）

　　{

　　i=1;

　　}

　　程序的本意是希望ISR_2中斷產(chǎn)生時，在main當(dāng)中調(diào)用do_something函數(shù)，但是，由于編譯器判斷在main函數(shù)里面沒有修改過i，因此可能只執(zhí)行一次對從i到某寄存器的讀操作，然后每次if判斷都只使用這個寄存器里面的“i副本”，導(dǎo)致do_something永遠也不會被調(diào)用。如果變量加上volatile修飾，則編譯器保證對此變量的讀寫操作都不會被優(yōu)化（肯定執(zhí)行）。此例中i也應(yīng)該如此說明。

　　一般說來，volatile用在如下的幾個地方：

　　1、中斷服務(wù)程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile；

　　2、多任務(wù)環(huán)境下各任務(wù)間共享的標志應(yīng)該加volatile；

　　3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明，因為每次對它的讀寫都可能由不同意義；

　　另外，以上這幾種情況經(jīng)常還要同時考慮數(shù)據(jù)的完整性（相互關(guān)聯(lián)的幾個標志讀了一半被打斷了重寫），在1中可以通過關(guān)中斷來實現(xiàn)，2中可以禁止任務(wù)調(diào)度，3中則只能依靠硬件的良好設(shè)計了。

　　volatile 影響編譯器編譯的結(jié)果，指出，volatile 變量是隨時可能發(fā)生變化的，與volatile變量有關(guān)的運算，不要進行編譯優(yōu)化，以免出錯，（VC++ 在產(chǎn)生release版可執(zhí)行碼時會進行編譯優(yōu)化，加volatile關(guān)鍵字的變量有關(guān)的運算，將不進行編譯優(yōu)化。

　　例如：

　　volatile int i=10;

　　int j = i;

　　。。。

　　int k = i;

　　volatile 告訴編譯器i是隨時可能發(fā)生變化的，每次使用它的時候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的可執(zhí)行碼會重新從i的地址讀取數(shù)據(jù)放在k中。

　　而優(yōu)化做法是，由于編譯器發(fā)現(xiàn)兩次從i讀數(shù)據(jù)的代碼之間的代碼沒有對i進行過操作，它會自動把上次讀的數(shù)據(jù)放在k中。而不是重新從i里面讀。這樣以來，如果i是一個寄存器變量或者表示一個端口數(shù)據(jù)就容易出錯，所以說volatile可以保證對特殊地址的穩(wěn)定訪問，不會出錯。