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:
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中断产生时,在main当中调用do_something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do_something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中则只能依靠硬件的良好设计了.
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.
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="2"
i = 3 ; //3 不被优化 i="3"
j = 1; //4 被优化
j = 2; //5 被优化
j = 3; //6 j = 3
}
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.
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;
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.
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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