C中的volatile用法

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volatile 影響編譯器編譯的結果,指出，volatile 變數是隨時可能發生變化的，與volatile變數有關的運算，不要進行編譯最佳化，以免出錯，（VC++ 在產生release版可執行碼時會進行編譯最佳化，加volatile關鍵字的變數有關的運算，將不進行編譯最佳化。）。 
例如： 
volatile int i=10; 
int j = i; 
... 
int k = i; 
volatile 告訴編譯器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，因而編譯器產生的可執行碼會重新從i的地址讀取資料放在k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k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，不會出錯。

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一個定義為volatile的變數是說這變數可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設這個變數的值了。精確地說就是，最佳化器在用到這個變數時必須每次都小心地重新讀取這個變數的值，而不是使用儲存在寄存器裡的備份。下面是volatile變數的幾個例子： 
1) 平行裝置的硬體寄存器（如：狀態寄存器） 
2) 一個中斷服務子程式中會訪問到的非自動變數(Non-automatic variables) 
3) 多線程應用中被幾個任務共用的變數 
回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認為這是區分C程式員和嵌入式系統程式員的最基本的問題。搞嵌入式的傢伙們經常同硬體、中斷、RTOS等等打交道，所有這些都要求用到volatile變數。不懂得volatile的內容將會帶來災難。假設被面試者正確地回答了這是問題（嗯，懷疑是否會是這樣），我將稍微深究一下，看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。 
1)一個參數既可以是const還可以是volatile嗎？解釋為什麼。 
2); 一個指標可以是volatile 嗎？解釋為什麼。 
3); 下面的函數有什麼錯誤： 
int square(volatile int *ptr) 
{ 
return *ptr * *ptr; 
} 
下面是答案： 
1)是的。一個例子是唯讀狀態寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程式不應該試圖去修改它。 
2); 是的。儘管這並不很常見。一個例子是當一個中服務子程式修該一個指向一個buffer的指標時。 
3) 這段代碼有點變態。這段代碼的目的是用來返指標*ptr指向值的平方，但是，由於*ptr指向一個volatile型參數，編譯器將產生類似下面的代碼： 
int square(volatile int *ptr) 
{ 
int a,b; 
a = *ptr; 
b = *ptr; 
return a * b; 
} 
由於*ptr的值可能被意想不到地該變，因此a和b可能是不同的。結果，這段代碼可能返不是你所期望的平方值！正確的代碼如下： 
long square(volatile int *ptr) 
{ 
int a; 
a = *ptr; 
return a * a; 
} 
位操作（Bit manipulation）

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嵌入式編程中經常用到 volatile這個關鍵字，在網上查了下他的用法可以歸結為以下兩點：

一：告訴compiler不能做任何最佳化

   比如要往某一地址送兩指令： 
   int *ip =...; //裝置地址 
   *ip = 1; //第一個指令 
   *ip = 2; //第二個指令 
   以上程式compiler可能做最佳化而成： 
   int *ip = ...; 
   *ip = 2; 
   結果第一個指令丟失。如果用volatile, compiler就不允許做任何的最佳化，從而保證程式的原意： 
   volatile int *ip = ...; 
   *ip = 1; 
   *ip = 2; 
   即使你要compiler做最佳化，它也不會把兩次付值語句間化為一。它只能做其它的最佳化。這對device driver程式員很有用。

二：表示用volatile定義的變數會在程式外被改變,每次都必須從記憶體中讀取，而不能把他放在cache或寄存器中重複使用。

   如   volatile char a;   
        a=0; 
       while(!a){ 
//do some things;   
       }   
       doother(); 
   如果沒有 volatile doother()不會被執行

C中的volatile用法