【C基础知识】volatile知识大全

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【0】概述

volatile 是易变的、不稳定的意思。很多人根本就没见过，不知道它的存在。

volatile应该解释为“直接存取原始内存地址”比较合适，“易变的”这种解释有点误导人；“易变”是因为外在因素引起的，像多线程，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。

volatile 是C语言的关键字之一，是一个类型修饰符（type specifier）。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。

嵌入式程序员经常同硬件、中断、RTOS等打交道，所有这些都要求用到 volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。

【1】作用

volatile的作用是： 作为指令关键字，确保本条指令不会因编译器的优化而省略，且要求每次直接读值.

简单地说就是防止编译器对代码进行优化.比如如下程序：

1 XBYTE[2] = 0x56；
2 XBYTE[2] = 0x57；
3 XBYTE[2] = 0x58；

对外部硬件而言，上述三条语句分别表示不同的操作，会产生三种不同的动作，但是编译器却会对上述三条语句进行优化，认为只有XBYTE[2]=0x58（即忽略前两条语句，只产生一条机器代码）。如果键入volatile，则编译器会逐一的进行编译并产生相应的机器代码（产生三条代码）。

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；

【2】例子

先看看下面的例子：

1 int i = 10;
2 int j = i；//(1)语句
3 int k = i；//(2)语句

这时候编译器对代码进行优化，因为在（1）、（2）两条语句中，i 没有被用作左值。这时候编译器认为 i 的值没有发生改变，所以在（1）语句时从内存中取出 i 的值赋给 j 之后，这个值并没有被丢掉，而是在（2）语句时继续用这个值给 k 赋值。编译器不会生成出汇编代码重新从内存里取 i 的值，这样提高了效率。但要注意：（1）、（2）语句之间 i 没有被用作左值才行。

再看另一个例子：

1 volatile int i = 10;
2 int j = i；
3 int k = i；

volatile 关键字告诉编译器  i 是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从内存中取出 i的值，因而编译器生成的汇编代码会重新从 i 的地址处读取数据放在 k 中。

这样看来，如果 i 是一个寄存器变量或者表示一个端口数据或者是多个线程的共享数据，就容易出错，所以说 volatile 可以保证对特殊地址的稳定访问。

【3】Q&A

Q:

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：

1 int square(volatile int *ptr) 
2 {  
3     return *ptr * *ptr; 
4 } 

A:

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：

1 int square(volatile int *ptr) 
2 {  
3     int a,b;  
4     a = *ptr; 
5     b = *ptr; 
6     return a * b;  
7 }  

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：

1 long square(volatile int *ptr) 
2 {  
3     int a;  
4     a = *ptr; 
5     return a * a;  
6 }   

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原文地址：http://www.cnblogs.com/chaohm/p/5470483.html