Volatile关键字定义变量的作用

Volatile 关键字定义变量的作用 2010-01-27 11:01:38

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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) dosomething();
     }
}

/* 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由不同意义；

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。

简单点：

就是该变量会以编译器无法预知的方式发生变化，请编译器不要做优化（所有的编译器的优化均假设编译器知道变量的变化规律）

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 2.关于volatile关键字的说明以及测试

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！