C語言中的volatile關鍵字

來源:互聯網
上載者:User

    volatile關鍵字是一種類型修飾符,用它聲明的類型變數表示可以被某些編譯器未知的因素更改,比如:作業系統、硬體或者其它線程等。遇到這個關鍵字聲明的變數,編譯器對訪問該變數的代碼就不再進行最佳化,從而可以提供對特殊地址的穩定訪問。

    a)用volatile關鍵字聲明的變數volatile int i;  每一次被訪問時,執行組件都會從i相應的記憶體單元中取出i的值。
    b)沒有用volatile關鍵字聲明的變數int i在被訪問的時候可能直接從cpu的寄存器中取值(因為之前i被訪問過,也就是說之前就從記憶體中取出i的值儲存到某個寄存器中),之所以直接從寄存器中取值,而不去記憶體中取值,是因為編譯器最佳化代碼的結果(因為訪問cpu寄存器比訪問ram快的多)。
    以上兩種情況的區別,在於被編譯成彙編代碼之後,兩者是不一樣的。之所以這樣做是因為變數i可能會經常變化,保證對特殊地址的穩定訪問。
    c)個人補充一點:int i;的聲明i也可能在快取中吧?如果說的有錯誤,請大俠斧正。
    volatile變數可能用於如下幾種情況:
        (1)平行裝置的硬體寄存器(如:狀態寄存器,例中的代碼屬於此類);
        (2)一個中斷服務子程式中會訪問到的非自動變數(也就是全域變數);
        (3)多線程應用中被幾個任務共用的變數。
    使用該關鍵字的例子如下:int volatile nVint;
    當要求使用volatile 聲明的變數的值的時候,系統總是重新從它所在的記憶體讀取資料,即使它前面的指令剛剛從該處讀取過資料。而且讀取的資料立刻被儲存。例如:
  volatile int i=10;
  int a = i;
  ……
  //其他代碼,並未明確告訴編譯器,對i進行過操作
  int b = i;
  volatile 指出 i是隨時可能發生變化的,每次使用它的時候必須從i的地址中讀取,因而編譯器產生的彙編代碼會重新從i的地址讀取資料放在b中。而最佳化做法是,由於編譯器發現兩次從i讀資料的代碼之間的代碼沒有對i進行過操作,它會自動把上次讀的資料放在b中。而不是重新從i裡面讀。這樣以來,如果i是一個寄存器變數或者表示一個連接埠資料就容易出錯,所以說volatile可以保證對特殊地址的穩定訪問。
    注意,在vc6中,一般偵錯模式沒有進行代碼最佳化,所以這個關鍵字的作用看不出來。下面通過插入彙編代碼,測試有無volatile關鍵字,對程式最終代碼的影響:
    首先,用classwizard建一個win32 console工程,插入一個voltest.cpp檔案,輸入下面的代碼:

    #include <stdio.h>    void main()    {        int i=10;        int a = i;        printf("i= %d\n",a);        //下面彙編語句的作用就是改變記憶體中i的值,但是又不讓編譯器知道        __asm {            mov dword ptr [ebp-4], 20h        }        int b = i;        printf("i= %d\n",b);    }

    然後,在調試版本模式運行程式,輸出結果如下:

    i = 10

    i = 32

    然後,在release版本模式運行程式,輸出結果如下:
    i = 10
    i = 10
    輸出的結果明顯表明,release模式下,編譯器對代碼進行了最佳化,第二次沒有輸出正確的i值。
    下面,我們把 i的聲明加上volatile關鍵字,看看有什麼變化:

    #include <stdio.h>    void main()    {        volatile int i=10;        int a = i;        printf("i= %d\n",a);        __asm {            mov dword ptr [ebp-4], 20h        }        int b = i;        printf("i= %d\n",b);        }

    分別在調試版本和release版本運行程式,輸出都是:
    i = 10
    i = 32
    這說明這個關鍵字發揮了它的作用!

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