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volatile 的意思是 “易失的,易改变的 ”。这个限定词的含义是向编译器指明变量的内容可能会由于其他程序的修改而变化。通常在程序中申明了一个变量时,编译器会尽量把它存放在通用寄存器中,例如 ebx。当 CPU 把其值放到 ebx 中后就不会再关心对应内存中的值。若此时其他程序(例如内核程序或一个中断)修改了内存中它的值,ebx 中的值并不会随之更新。为了解决这种情况就创建了 volatile 限定词,让代码在引用该变量时一定要从指定位置取得其值。关键字 volatile 有什么含意?并给出三个不同的例子。 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。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是问题(嗯,怀疑这否会是这样) ,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; 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。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是问题(嗯,怀疑这否会是这样) ,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; 讲讲我的理解: (欢迎打板子.!)关键在于两个地方: 1. 编译器的优化 (请高手帮我看看下面的理解)在本次线程内, 当读取一个变量时,为提高存取速度,编译器优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中;以后,再取变量值时,就直接从寄存器中取值;当变量值在本线程里改变时,会同时把变量的新值 copy 到该寄存器中,以便保持一致当变量在因别的线程等而改变了值,该寄存器的值不会相应改变,从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致当该寄存器在因别的线程等而改变了值,原变量的值不会改变,从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致举一个不太准确的例子:发薪资时,会计每次都把员工叫来登记他们的银行卡号;一次会计为了省事,没有即时登记,用了以前登记的银行卡号;刚好一个员工的银行卡丢了,已挂失该银行卡号;从而造成该员工领不到工资员工 原始变量地址 银行卡号 原始变量在寄存器的备份2. 在什么情况下会出现(如 1 楼所说)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 补充: volatile 应该解释为“直接存取原始内存地址”比较合适, “易变的”这种解释简直有点误导人;“易变”是因为外在因素引起的,象多线程,中断等,并不是因为用 volatile 修饰了的变量就是“ 易变” 了,假如没有外因,即使用 volatile 定义,它也不会变化;而用 volatile 定义之后,其实这个变量就不会因外因而变化了,可以放心使用了;大家看看前面那种解释(易变的)是不是在误导人简明示例如下: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: i nclude void main() int i=10; int a = i; printf(i= %d,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,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:i nclude void main() volatile int i=10; int a = i; printf(i= %d,a); _asm mov dword ptr ebp-4, 20h int b = i; printf(i= %d,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!volatile 对应的变量可能在你的程序本身不知道的情况下发生改变 比如多线程的程序,共同访问的内存当中,多个程序都可以操纵这个变量 你自己的程序,是无法判定合适这个变量会发生变化 还比如,他和一个外部设备的某个状态对应,当外部设备发生操作的时候,通过驱动程序和中断事件,系统改变了这个变量的数值,而你的程序并不知道。 对于 volatile 类型的变量,系统每次用到他的时候都是直接从对应的内存当中提取,而不会利用 cache 当中的原有数值,以适应它的未知何时会发生的变化,系统对这种变量的处理不会做优化 显然也是因为它的数值随时都可能变化的情况。-典型的例子 for ( int i=0; i100000; i+); 这个语句用来测试空循环的速度的 但是编译器肯定要把它优化掉,根本就不执行 如果你写成 for ( volatile int i=0; i100000; i+); 它就会执行了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 mai
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