單片機(jī)開發(fā)volatile至關(guān)重要的作用

單片機(jī)開發(fā)初學(xué)者可能不怎么關(guān)心編譯器優(yōu)化的功能，但對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師來說，掌握代碼優(yōu)化是必備技能。

今天講述的話題就是關(guān)于代碼優(yōu)化中，?關(guān)鍵字volatile在優(yōu)化過程中起到的作用?。

什么是volatile？

volatile是一個(gè)類型修飾符（type specifier）。

volatile的作用是作為指令關(guān)鍵字，確保本條指令不會(huì)因編譯器的優(yōu)化而省略，且要求每次直接讀值。

volatile變量是說這變量可能會(huì)被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會(huì)去假設(shè)這個(gè)變量的值了。

---來自百度百科

volatile的定義，應(yīng)該在（讀書）學(xué)習(xí)時(shí)都看過無數(shù)遍，但我相信絕大部分人都?沒有深刻理解其中含義?。

當(dāng)你真正編程、開發(fā)項(xiàng)目之后，你就會(huì)進(jìn)一步理解其中含義。

哪些場(chǎng)合會(huì)用到volatile關(guān)鍵字

當(dāng)你理解 volatile關(guān)鍵字的含義之后，你就能明白，其實(shí)很多場(chǎng)合都能用到 volatile關(guān)鍵字。

1.全局變量

單片機(jī)開發(fā)，難免會(huì)用到全局變量。 一些初級(jí)工程師，更是全局變量滿天飛。 這種情況下，使用volatile關(guān)鍵字也許能減少代碼bug率。

2.寄存器

單片機(jī)開發(fā)，寄存器添加volatile關(guān)鍵字應(yīng)該是必須的，如果你平時(shí)有仔細(xì)觀察，正規(guī)一點(diǎn)的【庫】都會(huì)添加volatile關(guān)鍵字。

具體細(xì)分的話，代碼里面有很多地方都會(huì)用到 volatile關(guān)鍵字。

volatile關(guān)鍵字對(duì)編譯器優(yōu)化的影響

我們都知道編譯器有優(yōu)化代碼的功能，我們常用的集成開發(fā)環(huán)境（Keil、 IAR等）都有優(yōu)化選項(xiàng)。

如果不使用關(guān)鍵字 volatile 申明變量，則編譯器可能會(huì)對(duì)變量的訪問并生成非預(yù)期的代碼或刪除預(yù)期的功能。

1.何時(shí)使用volatile？

常見使用volatile聲明的情況：

訪問內(nèi)存映射外設(shè)。

在多個(gè)線程之間共享全局變量。

在中斷例程或信號(hào)處理程序中訪問全局變量。

比如，在STM32代碼中：

?

#define     __O     volatile             /*!< Defines 'write only' permissions */
#define?????__IO????volatile?????????????/*!
瀏覽代碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多地方都使用了“__IO”，也就是volatile. ?

	?

	線程間共享的全局變量，建議都加上volatile關(guān)鍵字?，這一點(diǎn)，很多人沒有在意。

	2.不使用volatile時(shí)可能出現(xiàn)的問題

	如果未將變量用volatile聲明，則編譯器會(huì)假定其值不能在其定義的范圍之外進(jìn)行修改。

	因此，編譯器可能會(huì)執(zhí)行不需要的優(yōu)化。 這可以通過多種方式表現(xiàn)出來：

	在輪詢硬件時(shí)，代碼可能會(huì)陷入循環(huán)。

	多線程代碼可能會(huì)表現(xiàn)出奇怪的行為。

	優(yōu)化可能會(huì)導(dǎo)致刪除實(shí)現(xiàn)故意時(shí)序延遲的代碼。

	舉例：

	自己寫一個(gè)延時(shí)函數(shù)：

	?
void Delay(int Cnt)
{
  int i;


  while(Cnt--)
  {
    i++;
    for(i=0; i<10; i++);
  }
}
?

	?

	你在不同優(yōu)化等級(jí)情況下，?延時(shí)時(shí)間可能會(huì)不一樣?；

	同樣的代碼，你在Keil 和 IAR環(huán)境下編譯出來的延時(shí)時(shí)間也可能不一樣。

	當(dāng)然，更深入的理解就會(huì)牽涉到匯編代碼，編譯之后的匯編代碼會(huì)比較直觀的呈現(xiàn)差異。

	　　審核編輯：湯梓紅

	?