C語言中的volatile

關鍵字volatile

有什麼含意

?並給出三個不同的例子。

乙個定義為volatile

的變數是說這變數可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設這個變數的值了。精確地說就是，優化器在用到這個變數時必須每次都小心地重新讀取這個變數的值，而不是使用儲存在暫存器裡的備份。下面是

volatile

變數的幾個例子：

1) 並行裝置的硬體暫存器（如：狀態暫存器）

2) 乙個中斷服務子程式中會訪問到的非自動變數

(non-automatic variables)

3) 多執行緒應用中被幾個任務共享的變數

回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認為這是區分c

程式設計師和嵌入式系統程式設計師的最基本的問題。搞嵌入式的傢伙們經常同硬體、中斷、

rtos

等等打交道，所有這些都要求用到

volatile

變數。不懂得

volatile

的內容將會帶來災難。

假設被面試者正確地回答了這是問題（嗯，懷疑是否會是這樣），我將稍微深究一下，看一下這傢伙是不是直正懂得volatile

完全的重要性。

1)乙個引數既可以是

const

還可以是

volatile

嗎？解釋為什麼。

2); 乙個指標可以是

volatile

嗎？解釋為什麼。

3); 下面的函式有什麼錯誤：

int square(volatile int *ptr)

下面是答案：

1)是的。乙個例子是唯讀的狀態暫存器。它是

volatile

因為它可能被意想不到地改變。它是

const

因為程式不應該試圖去修改它。

2); 是的。儘管這並不很常見。乙個例子是當乙個中服務子程式修該乙個指向乙個

buffer

的指標時。

3) 這段**有點**。這段**的目的是用來返指標

*ptr

指向值的平方，但是，由於

*ptr

指向乙個

volatile

型引數，編譯器將產生類似下面的**：

int square(volatile int *ptr)

由於*ptr

的值可能被意想不到地該變，因此a和

b可能是不同的。結果，這段**可能返不是你所期望的平方值！正確的**如下：

long square(volatile int *ptr)

摘自：volatile 是易變的、不穩定的意思。很多人根本就沒見過這個關鍵字，不知道它的存在。也有很多程式設計師知道它的存在，但從來沒用過它。我對它有種「楊家有女初長成,養在深閨人未識」的感覺。

volatile 關鍵字和const 一樣是一種型別修飾符，用它修飾的變數表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如作業系統、硬體或者其它執行緒等。

遇到這個關鍵字宣告的變數，編譯器對訪問該變數的**就不再進行優化，從而可以提供對特殊位址的穩定訪問。

先看看下面的例子：

int i=10;

int j = i；//(1)語句

int k = i；//(2)語句

這時候編譯器對**進行優化，因為在（1）、（2）兩條語句中，i 沒有被用作左值。這時候編譯器認為i 的值沒有發生改變，所以在（1）語句時從記憶體中取出i 的值賦給j 之後，這個值並沒有被丟掉，而是在（2）語句時繼續用這個值給k 賦值。編譯器不會生成出彙編**重新從記憶體裡取i 的值，這樣提高了效率。但要注意：（1）、（2）語句之間i 沒有被用作左值才行。

再看另乙個例子：

volatile int i=10;

int j = i；//(3)語句

int k = i；//(4)語句

volatile 關鍵字告訴編譯器i 是隨時可能發生變化的，每次使用它的時候必須從記憶體中取出i的值，因而編譯器生成的彙編**會重新從i 的位址處讀取資料放在k 中。

這樣看來，如果i 是乙個暫存器變數或者表示乙個埠資料或者是多個執行緒的共享資料，就容易出錯，所以說volatile 可以保證對特殊位址的穩定訪問。

但是注意：在vc++6.0 中，一般debug 模式沒有進行**優化，所以這個關鍵字的作用有可能看不出來。你可以同時生成debug 版和release 版的程式做個測試。

留乙個問題：const volatile int i=10；這行**有沒有問題？如果沒有，那i 到底是什麼屬性？

摘自：大多數計算機擁有一系列暫存器，其訪問速度比計算機主存更快。好的編譯程式能進行一種被稱為「冗餘裝入和儲存的刪去」(redundant load and store removal)的優化，即編譯程式會·在程式中尋找並刪去這樣兩類**：

一類是可以刪去的從記憶體裝入資料的指令，因為相應的資料已經被存放在暫存器中；另一種是可以刪去的將資料存入記憶體的指令，因為相應的資料在再次被改變之前可以一直保留在暫存器中。

如果乙個指標變數指向普通記憶體以外的位置，如指向乙個外圍裝置的記憶體對映埠，那麼冗餘裝入和儲存的優化對它來說可能是有害的。

例如，為了調整某個操作的時間，可能會用到下述函式：

time_t time_addition(volatile const struct timer * t, int a),

return t->value - then;

}在上述函式中，變數t->value實際上是乙個硬體計數器，其值隨時間增加。該函式執行1000次把a值加到x上的操作，然後返回t->value在這1000次加法的執行期間所增加的值。

如果不使用volatile修飾符，乙個聰明的編譯程式可能就會認為t->value在該函式執行期間不會改變，因為該函式內沒有明確地改變t->value的語句。這樣，編譯程式就會認為沒有必要再次從記憶體中讀入t->value並將其減去then，因為答案永遠是0。因此，編譯程式可能會對該函式進行「優化」，結果使得該函式的返回值永遠是0。

如果乙個指標變數指向共享記憶體中的資料，那麼冗餘裝入和儲存的優化對它來說可能也是有害的，共享記憶體通常用來實現兩個程式之間的互相通訊，即讓乙個程式把資料存到共享的那塊記憶體中，而讓另乙個程式從這塊記憶體中讀資料。如果從共享記憶體裝入資料或把資料存入共享記憶體的**被編譯程式優化掉了，程式之間的通訊就會受到影響。

可以。const修飾符的含義是變數的值不能被使用了const修飾符的那段**修改，但這並不意味著它不能被這段**以外的其它手段修改。

例如，在2．6的例子中，通過乙個volatile const指標t來訪問timer結構。函式time_addition()本身並不修改t->value的值，因此t->value被說明為const。不過，計算機的硬體會修改這個值，因此t->value又被說明為volatile。如果同時用const和volatile來說明乙個變數，那麼這兩個修飾符隨便哪個在先都行。

C語言中的volatile

C語言中的volatile

C語言中的volatile

詳解c語言中的volatile

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