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    发表于 2012-11-13 20:51:30 |显示全部楼层
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    C语言中volatile是什么意思,有什么作用呢?

    volatile的中文意思----易变的。在C语言中,volatile是一个类型修饰符(type specifier),volatile修饰的变量是说这个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。

    volatile变量主要用在以下几个方面:

    (1)并行设备的硬件寄存器(如状态寄存器);
    (2)一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量;
    (3)多线程应用中被几个任务共享的变量。

    举个例子,如下:
    1. u8 a,b;
    2. {
    3.     a=2;
    4.     b=a;
    5. }
    6. 这时编器会把它改成:
    7. u8 a,b;
    8. {
    9.     a=2;
    10.     b=2;
    11. }
    12. 当运行到中间位置,中断把a改了,结果就是错的。

    13. volatile就为了解决这个问题出现的,它会让编译器更老实!
    复制代码
    因此,对于关键变量,一定要加上这个关键字。

    再看下面的说明,非常有用。

    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。下面是volatile变量的几个例子:

    1). 并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)
    2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
    3). 多线程应用中被几个任务共享的变量

    回答不出这个问题的人是不会被雇用的。我认为这是区分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,所用这些都要求volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。

    假设被面试者正确地回答了这个问题(嗯,怀疑是否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。

    1). 一个参数既可以是const还可以是volatile吗?解释为什么。
    2). 一个指针可以是volatile 吗?解释为什么。
    3). 下面的函数有什么错误:
    1. int square(volatile int *ptr)
    2. {
    3.     return *ptr * *ptr;
    4. }
    复制代码
    下面是答案:

    1). 是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。
    2). 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。
    3). 这段代码的有个恶作剧。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方,但是,由于*ptr指向一个volatile型参数,编译器将产生类似下面的代码:
    1. int square(volatile int *ptr)
    2. {
    3.     int a,b;
    4.     a = *ptr;
    5.     b = *ptr;
    6.     return a * b;
    7. }
    复制代码
    由于*ptr的值可能被意想不到地该变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值!正确的代码如下:
    1. long square(volatile int *ptr)
    2. {
    3.     int a;
    4.     a = *ptr;
    5.     return a * a;
    6. }
    复制代码
    补充:

    volatile的本意是“易变的” 由于访问寄存器的速度要快过RAM,所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。比如:
    1. static int i=0;

    2. int main(void)
    3. {
    4. ...
    5. while (1)
    6. {
    7. if (i) dosomething();
    8. }
    9. }

    10. /* Interrupt service routine. */
    11. void ISR_2(void)
    12. {
    13. i=1;
    14. }
    复制代码
    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。

    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由不同意义;

    volatile表示变量的内容可能在程序未知的情况下被改变 。比如,它对应的内存地址的内容被中断函数,或者其他的进程所改变这种类型的变量,程序执行的时候不会放到cache当中预取,而是每次用到的时候直接取得。比如,你在c中间写这样的程序:
    1. for (int i=0; i<100000;i++);
    2. ( 空循环,什么也不做)
    复制代码
    这个东西就会被优化掉,如果在int前面加入这个标记则不会被优化的,因为i每次的变化不一定++,也许在循环中间被别的程序所改变

    在linux的source code(linux/mm/memory.c)中有这样两句:
    1. volatile void do_exit(long code);

    2. static inline volatile void oom(void)
    3. {
    4.     printk("out of memory\n\r");
    5.     do_exit(SIGSEGV);
    6. }
    复制代码
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    解释的很详细,这个应该是volatile变量的实质了,加精华
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