C語言的volatile關鍵字分析

2021-08-27 13:10:04 字數 2640 閱讀 4853

volatile的含義和作用

volatile是易變的,不穩定的意思.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、硬體或者其他執行緒等。對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

vc+在產生release版可執行碼時會進行編譯優化(debug版則不會優化),加volatile關鍵字的變數有關的運算,將不進行編譯優化。

下面看個例子:

int i=10;

int j=i; /在/語句1

int k=i; //語句2

此時編譯器對**進行優化,因為在1,2語句中i沒有被用作左值(沒有被賦值)。這時候編譯器認為i的值沒有發生變化,所以在語句1時從記憶體中取出i的值賦給j之後,這個值並沒有丟掉,而是備份在暫存器裡,而在語句2時繼續使用這個值給k賦值。編譯器不會生成彙編**重新從記憶體中取i的值,這樣提高了效率。注意:語句1,2之間確認i沒有被用作左值才行。

另乙個例子:

volatile int i=10;

int j=i; //語句3

int k=i; //語句4

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去除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,若i是乙個暫存器變數,表示乙個埠資料或者是多個執行緒的共享資料,那麼就容易出錯,所以說volatile可以保證對特殊位址的穩定訪問。(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時候可能看不出來。)

volatile的總結

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變數的幾個應用例子:

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。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。搞嵌入式的程式設計師經常同硬體、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,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。

深入研究volatile

深究volatile我們從幾個問題入手:

1)乙個變數既可以是const又可以是volatile嗎?

const volatile int i=10;

這段**的i是什麼屬性呢?

解釋:i是const屬性,因為編譯器認為const優先,const與volatile調換位置仍然是const優先。

2)指標可以是volatile嗎?

可以是。如當乙個中斷服務子程式修改乙個指向乙個buffer的指標時。

3)下面的函式有什麼錯誤:

int queare(volatile int *ptr)

return*ptr * *ptr;

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)

volatile的用法

volatile的用法總結起來主要有兩點:

一:告訴

compiler

不能做任何優化

int *ip =...; //裝置位址

*ip = 1; //第乙個指令

*ip = 2; //第二個指令

以上程式compiler可能做優化而成:

int *ip = ...;

*ip = 2;

結果第乙個指令丟失。如果用volatile,compiler就不允許做任何的優化,從而保證程式的原意:

volatile int *ip = ...;

*ip = 1;

*ip = 2;

即使你要compiler做優化,它也不會把兩次付值語句間化為一。它只能做其它的優化。這對device driver程式設計師很有用。

二:表示用

volatile

定義的變數會在程式外被改變

,每次都必須從記憶體中讀取,而不能把他放在

cache

或暫存器中重複使用。

如volatile char a;

a=0;

while(!a)

doother();

如果沒有 volatile doother()不會被執行

C語言volatile關鍵字

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