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); 
}
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