關鍵字volatile有什麼含意?並給出三個不同的例子。
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。嵌入式系統程式員經常同硬體、中斷、RTOS等等打交道,所用這些都要求volatile變數。不懂得volatile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,懷疑這否會是這樣),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). 這段代碼的有個惡作劇。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;
}
Volatile 關鍵字告訴編譯器不要持有變數的臨時性拷貝。一般用在多線程程式中,以避免在其中一個線程操作該變數時,將其拷貝入寄存器。
請看以下情形: A線程將變數複製入寄存器,然後進入迴圈,反覆檢測寄存器的值是否滿足一定條件(它期待B線程改變變數的值。
在此種情況下,當B線程改變了變數的值時,已改變的值對其在寄存器的值沒有影響。所以A線程進入死迴圈。
volatile 就是在此種情況下使用。