原创 两篇关于volatine的文章,很透彻【转】

2008-4-10 09:55 2317 16 16 分类: MCU/ 嵌入式



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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
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!


iwaswzq 于2004/12/4/16:15


 


第二篇、转自 gaoteng1984的专栏http://blog.csdn.net/gaoteng1984/archive/2007/07/27/1711924.aspx


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(From Memory),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。
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:
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
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;
}


 


 


第三篇、ANSI C之关键词volatile


转自wendy_welcom的专栏http://blog.csdn.net/wendy_welcom/archive/2008/02/20/2109616.aspx



这几天,趁着下一个项目还没来的间隙,决定好好补一补C语言, 看见《 C Primer Plus 》书里的这段话,书是跟同事借的,因为知道我这“聪明的”脑袋基本记不住事儿,只好记录下来等忘了时再看;又因为很懒,所以干脆把记下来的东西,贴在博客上凑数,这样子博客上就又多了一篇读书笔记了,嘿嘿。 这里要成我的学习笔记本了,咯咯。

ANSI C新规定了三个限定词,volatile,restrict,const。

限定词volatile告诉编译器该变量除了可被程序改变以外还可以被其他代理改变。典型地,它被用于硬件地址和与其他并行运行的程序共享的数据。例如,一个地址中可能保存着当前的时钟时间。不管程序做些什么,该地址的值都会随着时间而改变。另一种情况是一个地址被用来接收来自其他计算机的信息。

volatile int locl;    /*locl是一个易变的位置   */

volatile int *ploc; /*ploc指向一个易变的位置 */

您可能以为volatile是一个有趣的外行的概念,但您也可能奇怪为什么ANSI觉得有必要把volatile作为一个关键字。原因是它可以方便编译器优化。例如,假定有如下代码:

val1 = x;

       /* 一些不使用x的代码x */

val2 = x;

    一个聪明的(优化的)编译器可能注意到您两次使用了x, 而没有改变它的值。编译器将把x临时存储在一个寄存器中。接着,当val2需要x时,可以通过从寄存器而非初始的内存位置中读取该值以节省时间。这个过程被称为缓存(caching)。通常,缓存是一个好的优化方式,但如果在两个语句间其他代理改变了x的话就不是这样了。如果没有规定volatile关键字,编译器将无从得知这种改变是否可能发生。因此,为了安全起见,编译器不使用缓存。那是在ANSI以前的情形。然而现在,如果在声明中没有使用关键字volatile,编译器就可以假定一个值在使用过程中没有被修改,它就可以试着优化代码。

   所以,我可以得出这样结论:如果使用了volatile,不存而是从初始的内存中该值; 如果没有使用volatile, 就利用存的方法从寄存器中取。   (这段话不是书上的,是俺个人的读书心得,呵呵。)

    一个值可以同时是vonst和volatile。例如,硬件时钟一般设定为不能由程序改变,这一点使他成为const; 但它被程序以外的代理改变,这使它成为volatile的。只需在声明中同时使用这两个限定词,如下所示,顺序并不重要:

volatile const int ioc;

const volatile int *ploc;

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