C/C++ volatile关键字用法总结

转自：http://blog.csdn.net/one132/archive/2009/07/06/4325378.aspx
    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(volatile可以防止这种优化)。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。
    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：
首先建立一个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
    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
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。

稍微深究一下，看一下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;
}