volatile用法的相关文章(转)

bitmilong

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：

static int i=0;

int main(void)
{
    ...
    while (1)
    {
        if (i)
            dosomething();
    }
}

/* Interrupt service routine. */
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有不同意义；

另外，以上这几种情况经常还要同时考虑数据的完整性（相互关联的几个标志读了一半被打断了重写），在1中可以通过关中断来实现，2中可以禁止任务调度，3中则只能依*硬件的良好设计了。
1. 因为volatile抑制了优化，因而应尽量减少对它的引用操作，最好只对它进行简单的读写赋值，如：

volatile char *pcWr_g;
...
while (...)
    *pcWr_g++=UDR;
...

考虑改写成：

char *pcTemp;
...
pcTemp=pcWr_g;
while (...)
    *pcTemp++=UDR;
pcWr_g=pcTemp;
...

（其实即便pcWr_g是普通的全局变量，一般而言也是改写后的效率高些，可以在循环中只针对寄存器操作）

2. 优化还会清除死代码、执行代码合并等，因而某些C语句可能找不到直接对应的汇编代码，这应该只会给调试设置断点有影响，不影响运行结果。

3. 类似
for (i=0; i<10000; i++)
    j=0;
之类的延时，如果不把j或者i说明成volatile，编译器都会当成无用代码把优化掉

文章二：
volatile的本意是一般有两种说法--1.“暂态的”；2.“易变的”。
这两种说法都有可行。但是究竟volatile是什么意思，现举例说明（以Keil-c与a51为例 例子来自Keil FQA）,看完例子后你应该明白volatile的意思了，如果还不明白，那只好 再看一遍了。

例1.

void main (void)
{
volatile int i;
int j;

i = 1;  //1  不被优化 i=1
i = 2;  //2  不被优化 i=1
i = 3;  //3  不被优化 i=1

j = 1;  //4  被优化
j = 2;  //5  被优化
j = 3;  //6  j = 3
}
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例2.

函数：

void func (void)
{
unsigned char xdata xdata_junk;
unsigned char xdata *p = &xdata_junk;
unsigned char t1, t2;

t1 = *p;
t2 = *p;
}

编译的汇编为：

0000 7E00    R     MOV     R6,#HIGH xdata_junk
0002 7F00    R     MOV     R7,#LOW xdata_junk
;---- Variable ’p’ assigned to Register ’R6/R7’ ----

0004 8F82          MOV     DPL,R7
0006 8E83          MOV     DPH,R6

;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 注意
0008 E0            MOVX    A,@DPTR
0009 F500    R     MOV     t1,A

000B F500    R     MOV     t2,A
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
000D 22            RET      

将函数变为：
void func (void)
{
volatile unsigned char xdata xdata_junk;
volatile unsigned char xdata *p = &xdata_junk;
unsigned char t1, t2;

t1 = *p;
t2 = *p;
}

编译的汇编为：
0000 7E00    R     MOV     R6,#HIGH xdata_junk
0002 7F00    R     MOV     R7,#LOW xdata_junk
;---- Variable ’p’ assigned to Register ’R6/R7’ ----

0004 8F82          MOV     DPL,R7
0006 8E83          MOV     DPH,R6

;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
0008 E0            MOVX    A,@DPTR
0009 F500    R     MOV     t1,A        ;a处

000B E0            MOVX    A,@DPTR
000C F500    R     MOV     t2,A
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

000E 22            RET      


比较结果可以看出来，未用volatile关键字时，只从*p所指的地址读一次
如在a处*p的内容有变化，则t2得到的则不是真正*p的内容。

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例3


volatile unsigned char bdata var;  // use volatile keyword here
sbit var_0 = var^0;
sbit var_1 = var^1;
unsigned char xdata values[10];

void main (void)  {
  unsigned char i;

  for (i = 0; i < sizeof (values); i++)  {
    var = values;
    if (var_0)  {
      var_1 = 1; //a处
        
      values = var;  // without the volatile keyword, the compiler
                        // assumes that ’var’ is unmodified and does not
                        // reload the variable content.
    }
  }
}


在此例中，如在a处到下一句运行前，var如有变化则不会，如var=0xff; 则在
values = var;得到的还是values = 1;

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应用举例：

例1.
#define DBYTE ((unsigned char volatile data  *) 0)

说明：此处不用volatile关键字，可能得不到真正的内容。
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例2.


#define TEST_VOLATILE_C  

//***************************************************************
// verwendete Include Dateien
//***************************************************************
#if __C51__ < 600
  #error: !! Keil 版本不正确
#endif

//***************************************************************
// 函数 void v_IntOccured(void)
//***************************************************************
extern void v_IntOccured(void);

//***************************************************************
// 变量定义
//***************************************************************
char xdata cValue1;          //全局xdata
char volatile xdata cValue2; //全局xdata

//***************************************************************
// 函数： v_ExtInt0()
// 版本：
// 参数：
// 用途：cValue1++,cValue2++
//***************************************************************
void v_ExtInt0(void) interrupt 0 {
  cValue1++;
  cValue2++;  
}  

//***************************************************************
// 函数： main()
// 版本：
// 参数：
// 用途：测试volatile
//***************************************************************

void main() {
char cErg;

//1. 使cErg=cValue1;
cErg = cValue1;

//2. 在此处仿真时手动产生中断INT0,使cValue1++; cValue2++
if (cValue1 != cErg)
  v_IntOccured();

//3. 使cErg=cValue2;
cErg = cValue2;

//4. 在此处仿真时手动产生中断INT0,使cValue1++; cValue2++
if (cValue2 != cErg)
  v_IntOccured();
  
//5. 完成
  while (1);
}

//***************************************************************
// 函数： v_IntOccured()
// 版本：
// 参数：
// 用途： 死循环
//***************************************************************
void v_IntOccured() {
  while(1);
}

仿真可以看出，在没有用volatile时，即2处，程序不能进入v_IntOccured();
但在4处可以进入v_IntOccured();

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关于volatile关键字的说明以及测试
volatile关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改，比如
操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问该变量的代码就不再进行
优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。
使用该关键字的例子如下：
int volatile nVint;
当要求使用volatile 声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，即使它前面的指
令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。
例如：
volatile int i=10;
int a = i;
。。。//其他代码，并未明确告诉编译器，对i进行过操作
int b = i;
volatile 指出 i是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从i的地址中读取，因而编译器生成的
汇编代码会重新从i的地址读取数据放在b中。而优化做法是，由于编译器发现两次从i读数据的代码之间
的代码没有对i进行过操作，它会自动把上次读的数据放在b中。而不是重新从i里面读。这样以来，如果
i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错，所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问
。
注意，在vc6中，一般调试模式没有进行代码优化，所以这个关键字的作用看不出来。下面通过插入汇编
代码，测试有无volatile关键字，对程序最终代码的影响：
首先用classwizard建一个win32 console工程，插入一个voltest.cpp文件，输入下面的代码：
#include
void main()
{
int i=10;
int a = i;
printf("i= %d\n",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\n",b);
}
然后，在调试版本模式运行程序，输出结果如下：
i = 10
i = 32
然后，在release版本模式运行程序，输出结果如下：
i = 10
i = 10
输出的结果明显表明，release模式下，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
void main()
{
volatile int i=10;
int a = i;
printf("i= %d\n",a);
__asm {
  mov         dword ptr [ebp-4], 20h
}
int b = i;
printf("i= %d\n",b);
}
分别在调试版本和release版本运行程序，输出都是：
i = 10
i = 32
这说明这个关键字发挥了它的作用！

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发贴心情
上午在CSDN的C＋＋版逛时，发现有人在问volatile关键字的用义和用法。于是乎便写了这篇BLOG。
如果你懂一点点的编译器的知识我想你都会知道编译器在编译你的代码的时候，用进行自动优化的，用以产生优化指令。同上操作系统和一些线程同样也会对你所定义的一些变量做出一些你所不知道的更改。这样的更改我们称为，隐式修改，因为你不知道，编译器在什么情况下，在那里做出了优化，甚至你都不知道，或是不能肯定编译器到底有没有对你的代码做出优化。
直接点把你看看下面的例子
#include
void main()
{
int i=10;
int a = i;
printf("i= %d\n",a);
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 50h
}
//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,来隐式的修改了变量。
int b = i;
printf("i= %d\n",b);
}

然后，在调试版本(debug)模式运行程序，输出结果如下：
i = 10
i = 80
然后，在release版本模式运行程序，输出结果如下：
i = 10
i = 10

呵呵结果看到了吗？输出的结果明显表明，release模式下，编译器对代码进行了优化，第二次没有输出正确的i值。所以得出一个结论在VC中release模式编译代码时编译器会自动对你的代码来做起优化的。而调试版本(debug)模式下便不会。

废话说了好多啊呵呵　下面继续说说 volatile
下面，我们把 i的声明加上volatile关键字，看看有什么效果：
#include
void main()
{
volatile int i=10;
int a = i;
printf("i= %d\n",a);
__asm {
  mov         dword ptr [ebp-4], 50h
}
int b = i;
printf("i= %d\n",b);
}
这下你再在调试版本和release版本运行程序，看看输出结果是不是都是：
i = 10
i = 32
估计大家看到这里便会明白了，volatile　这个关键字最最主要的意思是做什么的了。

在MSDN中volatile是一个限定符，也称为keyword或描述符，"volatile 关键字指示字段可由操作系统、硬件或并发执行的线程在程序中进行修改。"
当要求使用volatile 声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。

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；  

声明方式为　　volatile declaration

备注
系统总是在 volatile 对象被请求的那一刻读取其当前值，即使上一条指令从同一对象请求值。而且，该对象的值在赋值时立即写入。
volatile 修饰符通常用于由多个线程访问而不使用 lock 语句来序列化访问的字段。使用 volatile 修饰符能够确保一个线程检索由另一线程写入的最新值。

备注部分由MSDN原文所说。
本文参考：关于volatile关键字的说明以及测试（作者：iwaswzq）　有关volatile (函数前加volatile) 和inline的用法（作者：kobefly）
15:47 2005-11-14　　50米于公司  下午无聊时所写。

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关键字Const与Volatile的使用
关键字const有什么含意？
我只要一听到被面试者说：“const意味着常数”，我就知道我正在和一个业余者打交道。去年Dan Saks已经在他的文章里完全概括了const的所有用法，因此ESP(译者：Embedded Systems Programming)的每一位读者应该非常熟悉const能做什么和不能做什么.如果你从没有读到那篇文章，只要能说出const意味着“只读”就可以了。尽管这个答案不是完全的答案，但我接受它作为一个正确的答案。（如果你想知道更详细的答案，仔细读一下Saks的文章吧。）
如果应试者能正确回答这个问题，我将问他一个附加的问题：
下面的声明都是什么意思？

const int a;
int const a;
const int *a;
int * const a;
int const * a const;

/******/
前两个的作用是一样，a是一个常整型数。第三个意味着a是一个指向常整型数的指针（也就是，整型数是不可修改的，但指针可以）。第四个意思a是一个指向整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是可以修改的，但指针是不可修改的）。最后一个意味着a是一个指向常整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是不可修改的，同时指针也是不可修改的）。如果应试者能正确回答这些问题，那么他就给我留下了一个好印象。顺带提一句，也许你可能会问，即使不用关键字 const，也还是能很容易写出功能正确的程序，那么我为什么还要如此看重关键字const呢？我也如下的几下理由：
•; 关键字const的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息，实际上，声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。如果你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾，你就会很快学会感谢这点多余的信息。（当然，懂得用const的程序员很少会留下的垃圾让别人来清理的。）
•; 通过给优化器一些附加的信息，使用关键字const也许能产生更紧凑的代码。
•; 合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数，防止其被无意的代码修改。简而言之，这样可以减少bug的出现。


Volatile

8. 关键字volatile有什么含意?并给出三个不同的例子。
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：
•; 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）
•; 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
•; 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佣的。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。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。
假设被面试者正确地回答了这是问题（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。
•; 一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。
•; 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。
•; 下面的函数有什么错误：
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}

下面是答案：
•; 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。
•; 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。
•; 这段代码有点变态。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：


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：

long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}

原文地址 http://www.52rd.com/Blog/more.asp?name=domyself&id=1624

[ 本帖最后由 bitmilong 于 2007-6-2 00:19 编辑 ]

南向路一

嗯  学习了  谢谢