C语言中volatile是什么意思,有什么作用呢?
volatile的中文意思—-易变的。在C语言中,volatile是一个类型修饰符(type specifier),volatile修饰的变量是说这个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。
volatile变量主要用在以下几个方面:
(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;
(3)多线程应用中被几个任务共享的变量。
举个例子,如下:
u8 a,b; { a=2; b=a; } 这时编器会把它改成: u8 a,b; { a=2; b=2; } 当运行到中间位置,中断把a改了,结果就是错的。 volatile就为了解决这个问题出现的,它会让编译器更老实!
因此,对于关键变量,一定要加上这个关键字。
再看下面的说明,非常有用。
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用的。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。嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,所用这些都要求volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。
假设被面试者正确地回答了这个问题(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). 这段代码的有个恶作剧。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; }
补充:
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;
volatile表示变量的内容可能在程序未知的情况下被改变 。比如,它对应的内存地址的内容被中断函数,或者其他的进程所改变这种类型的变量,程序执行的时候不会放到cache当中预取,而是每次用到的时候直接取得。比如,你在c中间写这样的程序:
for (int i=0; i<100000;i++); ( 空循环,什么也不做)
这个东西就会被优化掉,如果在int前面加入这个标记则不会被优化的,因为i每次的变化不一定++,也许在循环中间被别的程序所改变
在linux的source code(linux/mm/memory.c)中有这样两句:
volatile void do_exit(long code); static inline volatile void oom(void) { printk("out of memory\n\r"); do_exit(SIGSEGV); }