嵌入式中 volatile 用法
来源:互联网 发布:手机淘宝装修日记 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 09:03
1、引言
volatile 影响编译器编译的结果,指出,volatile 变量是随时可能发生变化的,与volatile变量有关的运算,不要进行编译优化,以免出错,(VC++ 在产生release版可执行码时会进行编译优化,加volatile关键字的变量有关的运算,将不进行编译优化。)。
例如:
volatile int i=10; int j = i; ... int k = i;
2、volatile
volatile 告诉编译器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,因而编译器生成的可执行码会重新从i的地址读取数据放在k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k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,不会出错。
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,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
回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分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。假设被面试者正确地回答了这是问题(嗯,怀疑是否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得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; }
3、volatile 用法
嵌入式编程中经常用到 volatile这个关键字,在网上查了下他的用法可以归结为以下两点:
一:告诉compiler不能做任何优化
比如要往某一地址送两指令:
int *ip =...; //设备地址 *ip = 1; //第一个指令 *ip = 2; //第二个指令 //以上程序compiler可能做优化而成: int *ip = ...; *ip = 2;
结果第一个指令丢失。如果用volatile, compiler就不允许做任何的优化,从而保证程序的原意:
volatile int *ip = ...; *ip = 1; *ip = 2;
即使你要compiler做优化,它也不会把两次付值语句间化为一。它只能做其它的优化。这对device driver程序员很有用。
二:表示用volatile定义的变量会在程序外被改变,每次都必须从内存中读取,而不能把他放在cache或寄存器中重复使用。
volatile char a; a=0; while(!a) { //do some things; } doother(); //如果没有 volatile doother()不会被执行
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