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volatile关键字的作用:防止变量被编译器优化

发布时间:2024-04-29 04:13:17
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  • 本文大部分来自于:http://witmax.cn/volatile.html

    我怕链接会失效,故转载此篇文章。。。


    volatile关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量,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。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。

    其中关键在于两个地方:?
    ?
    1.?编译器的优化

    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?

    2.?在什么情况下会用到



    • 并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)?
    • 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic?variables)?
    • 多线程应用中被几个任务共享的变量

    ?

    再附一篇写得不错的介绍文章:

    用volatile关键字防止变量被编译器优化

    volatile 是在C、C++、Java等中语言中的一种修饰关键字。

    这个关键字在嵌入式系统中,是一个非常重要的一个使用。尽管在一般的Application中,可能很多人都不需要使用这个。但是在单片机中,如果不熟悉这个关键字,很有可能产生想像不到的意外。

    那么,我就来谈谈Volatile的意义--

    volatile在ANSI C(C89)以后的C标准规格和const一起被包含在内。在标准C中,这些关键字是必定存在的。

    关于volatile的意义,根据标准C的定义、volatile的目的是,避免进行默认的优化处理.比如说对于编译器优化的功能,如果从编译器看来,有些多余的代码的话,编译器就会启动优化程序,并删除一些代码,但是这在嵌入式系统中很有可能是关键性的处理,必须不能保证被编译器删掉,所以提供了Volitile来声明,告诉编译器无论如何都不要删掉我。


    volatile:易变的,不稳定的。。


    例子一:

    volatile a;(a是用volatile修饰后)
    a=1;
    a=2;
    a=3;
    a=4;
    ?volatile禁止编译器优化,编译后将产生4条代码。如果没用volatile修饰,编译器会优化上述代码,并认为只有最后1条是有效的,编译后将只产生1条代码,即最后一行。
    如果中间有其它代码,就不一定了。



    例子二:

    比如说下面条件的一段代码

     
     

    我们不再循环中改变这里的event_flag的值,这样的话,event_flag 看起来就像是多余的,因此单片机编译器可能把此程序看为下段程序。

     
     

    • 对于一般的编译器,一般都会把程序优化成上述程序。这样的优化确实可以提高代码速度,比如while循环中不再需要对条件的判断,所以很快,但是这是正确的吗?

      对于单线程的程序,这是没有问题的,因为event_flag 就永远不会改变,但是对于多线程程序,RTOS的多任务处理的话,event_flag 的值可能被其他线程改变,这样问题就来了,因为被优化的代码并不具备对用event_flag 变化的能力。因此导致错误的意想不到的结果,如果此代码在ECU上执行的话,那我们的小命可就有可能没了。。。。

      为了避免这种情况,我们使用volatile关键字来防止程序被编译器优化。


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