volatile关键字

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volatile关键字修饰说明当这变量被意想不到地改变时，直接存取原始内存地址，确保本条指令不会因编译器的优化而省略，要求每次直接读值。

简单地说就是防止编译器对代码进行优化，比如如下程序：
XBYTE[2]=0x55;
XBYTE[2]=0x56;
XBYTE[2]=0x57;
XBYTE[2]=0x58;
对外部硬件而言，上述四条语句分别表示不同的操作，会产生四种不同的动作，但是编译器却会对上述四条语句进行优化，认为只有XBYTE[2]=0x58（即忽略前三条语句，只产生一条机器代码）。如果键入volatile，则编译器会逐一地进行编译并产生相应的机器代码（产生四条代码）。
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：
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

问题：

1）一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。
答: 是的。例如：只读的状态寄存器：volatile时表示它可能被意想不到地改变； const时表示程序不应该试图去修改它。
2）一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。
答：是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中断服务子程序修改一个指向一个buffer时的指针。
3）下面的函数被用来计算某个整数的平方，它能实现预期设计目标吗？如果不能，试回答存在什么问题：
int square(volatile int *ptr)
{
    return ((*ptr) * (*ptr));
}
答：这段代码是个恶作剧。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的值可能在两次取值语句之间发生改变，因此a和b可能是不同的。结果，这段代码可能返回的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;
}
讲讲个人理解：
关键在于两个地方：
⒈编译器的优化（请高手帮我看看下面的理解）
在本次线程内，当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中；以后再取变量值时，就直接从寄存器中取值；
当变量值在本线程里改变时，会同时把变量的新值copy到该寄存器中，以便保持一致
当变量在因别的线程等而改变了值时，该寄存器的值不会相应改变，从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致
⒉ 在什么情况下会出现
1）并行设备的硬件寄存器
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
补充：volatile应该解释为“直接存取原始内存地址”比较合适，“易变的”这种解释简直有点误导人；
“易变”是因为外在因素引起的，像多线程，中断等，并不是因为用volatile修饰了的变量就是“易变”了，假如没有外因，即使用volatile定义，它也不会变化；
当变量被未知的因素更改（比如：中断、硬件或者其它线程等）时，如果这个变量已经用volatile关键字声明，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，实时检测到因外因产生值的变化，可以放心使用了。
程序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。这样一来，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volatile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： 
#include<stdio.h>
void main(int argc,char *argv[])
{
    int i = 10;
    int a = i;
    printf("i=%d",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",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
结果表明，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，看看有什么变化：
#include<stdio.h>
void main(int argc,char *argv[])
{
    volatile int i = 10;
    int a = i;
    printf("i=%d",a);
    __asm
    {
    `    mov dword ptr[ebp-4],20h
    }
    int b = i;
    printf("i=%d",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！


典型的例子
1 for(int i=0; i<100000; i++);
这个语句用来测试空循环的速度的，但是编译器肯定要把它优化掉，根本就不执行。
如果你写成
1 for(volatile int i=0; i<100000; i++);
它就会执行了。
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();
    }
}
/*Interruptserviceroutine.*/
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。