嵌入式volatile的作用

一個定義為volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設(shè)這個變量的值了。精確地說就是，優(yōu)化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變量的幾個例子：
　　1）。 并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器）
　　2）。 一個中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量（Non-automatic variables）
　　3）。 多線程應(yīng)用中被幾個任務(wù)共享的變量
　　回答不出這個問題的人是不會被雇傭的。我認為這是區(qū)分C程序員和嵌入式系統(tǒng)程序員的最基本的問題。嵌入式系統(tǒng)程序員經(jīng)常同硬件、中斷、RTOS等等打交道，所用這些都要求volatile變量。不懂得volatile內(nèi)容將會帶來災(zāi)難。
　　假設(shè)被面試者正確地回答了這是問題（嗯，懷疑這否會是這樣），我將稍微深究一下，看一下這家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
　　1）。 一個參數(shù)既可以是const還可以是volatile嗎？解釋為什么。
　　2）。 一個指針可以是volatile 嗎？解釋為什么。
　　3）。 下面的函數(shù)有什么錯誤：
　　int square（volatile int *ptr）
　　{
　　return *ptr * *ptr;
　　}
　　下面是答案：
　　1）。 是的。一個例子是只讀的狀態(tài)寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應(yīng)該試圖去修改它。
　　2）。 是的。盡管這并不很常見。一個例子是當(dāng)一個中服務(wù)子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
　　3）。 這段代碼的有個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一個volatile型參數(shù)，編譯器將產(chǎn)生類似下面的代碼：
　　int square（volatile int *ptr）
　　{
　　int a，b;
　　a = *ptr;
　　b = *ptr;
　　return a * b;
　　}
　　由于*ptr的值可能被意想不到地該變，因此a和b可能是不同的。結(jié)果，這段代碼可能返不是你所期望的平方值！正確的代碼如下：
　　long square（volatile int *ptr）
　　{
　　int a;
　　a = *ptr;
　　return a * a;
　　}
　　講講我的理解：
　　關(guān)鍵在于兩個地方：
　　1. 編譯器的優(yōu)化 （請高手幫我看看下面的理解）
　　在本次線程內(nèi)， 當(dāng)讀取一個變量時，為提高存取速度，編譯器優(yōu)化時有時會先把變量讀取到一個寄存器中；以后，再取變量值時，就直接從寄存器中取值；
　　當(dāng)變量值在本線程里改變時，會同時把變量的新值copy到該寄存器中，以便保持一致
　　當(dāng)變量在因別的線程等而改變了值，該寄存器的值不會相應(yīng)改變，從而造成應(yīng)用程序讀取的值和實際的變量值不一致
　　當(dāng)該寄存器在因別的線程等而改變了值，原變量的值不會改變，從而造成應(yīng)用程序讀取的值和實際的變量值不一致
　　舉一個不太準確的例子：
　　發(fā)薪資時，會計每次都把員工叫來登記他們的銀行卡號；一次會計為了省事，沒有即時登記，用了以前登記的銀行卡號；剛好一個員工的銀行卡丟了，已掛失該銀行卡號；從而造成該員工領(lǐng)不到工資
　　員工 －－ 原始變量地址
　　銀行卡號 －－ 原始變量在寄存器的備份
　　2. 在什么情況下會出現(xiàn)（如1樓所說）
　　1）。 并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器）
　　2）。 一個中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量（Non-automatic variables）
　　3）。 多線程應(yīng)用中被幾個任務(wù)共享的變量
　　補充： volatile應(yīng)該解釋為“直接存取原始內(nèi)存地址”比較合適，“易變的”這種解釋簡直有點誤導(dǎo)人；
　　“易變”是因為外在因素引起的，象多線程，中斷等，并不是因為用volatile修飾了的變量就是“易變”了，假如沒有外因，即使用volatile定義，它也不會變化；
　　而用volatile定義之后，其實這個變量就不會因外因而變化了，可以放心使用了； 大家看看前面那種解釋（易變的）是不是在誤導(dǎo)人
　　－－－－－－－－－－－－簡明示例如下：－－－－－－－－－－－－－－－－－－
　　volatile關(guān)鍵字是一種類型修飾符，用它聲明的類型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)、硬件或者其它線程等。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就不再進行優(yōu)化，從而可以提供對特殊地址的穩(wěn)定訪問。