c語言volatile
A. c語言中volatile關鍵字是什麼含義
用volatile關鍵字定義變數,相當於告訴編譯器,這個變數的值會隨時發生變化,每次使用時都需要去內存里重新讀取它的值,並不要隨意針對它作優化。
不使用volatile定義的變數,可能因為編譯器優化而出現一些問題,具體可以看給出的參考資料,裡面有一個例子。
建議使用volatile變數的場所:
(1) 並行設備的硬體寄存器
(2) 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變數(全局變數)
(3) 多線程應用中被幾個任務共享的變數
B. C語言 中volatile關鍵字的用法
volatile是個多線程變數,就是可能在很多函數中會修改他。特別是中斷函數中一定要用他。volatile的意思就是「不穩定的」可能突發地改變它,單片機每次調用他的話,都要從他的地址取數。預防單片機不知道普通的變數改變了,還是用上一次的數據。
定義方法是 :
volatile char i; //定義一個字元型的多線程變數"i"
volatile int j; //定義一個整型的多線程變數"j"
記得給我打個辛苦分!哈哈
C. c語言 volatile修飾函數有什麼用途
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,不要進行編譯優化,以免出錯,(VC++
在產生release版可執行碼時會進行編譯優化,加volatile關鍵字的變數有關的運算,將不進行編譯優化。)。
D. C語言中volatile在什麼情況下使用
簡單的說,你所定義的這個變數,在你程序運行過程中一直會變,你希望這個值被正確的處理,你就得每次從內存中去讀這個值,這樣就不會有錯誤了,這個volatile就是這個作用了。
E. C語言中的volatile是什麼意思怎麼用謝了
volatile的本意是「易變的」,volatile定義的變數它的值在編譯時是會改變的游爛,跟const相反,而薯磨嘩const定義的變數一直不會變的,如數行果變數加上volatile修飾,則編譯器保證對此變數的讀寫操作都不會被優化(肯定執行)。
F. c語言volatile是什麼意思
「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,」
舉一個嵌入式開發的例子。在STM32F10x_FWLib 標准函數庫對volatile的使用。
這段代碼在stm32f10x.h中
當變數為輸入輸出之時,程序中不一定出現賦值,但變數會根據硬體狀態改變。
所以每次要重新從外設寄存器中讀取。const的使用可以對比著看
#define __I volatile const /*!< defines 'read only' permissions */
#define __O volatile /*!< defines 'write only' permissions */
#define __IO volatile /*!< defines 'read / write' permissions */
typedef __IO int8_t vs8;
typedef __I int32_t vsc32; /*!< Read Only */
G. C語言中關鍵字volatile是什麼意思
volatile的本意是一般有兩種說法。1.「暫態的 2.「易變的。這兩種說法都有可行。一個定義為volatile的變數是說這變數可能會被意想不到的改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變數的值了。優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,而不是使用保存在寄存器里的備份。 www.okeycar.com
H. 對於C語言什麼時候應該使用volatile修飾符
一個對象的值可能會在編譯器的控制或檢測之外被改變時,段戚例如一個被系統隱侍時鍾更新的變數,那麼對象應該聲明成volatile。編譯器執行的某些例行優化行為不能應用在已指定為volatile的對象上。volatile限定符的用法同const非常相似,都是作為類型的附加修飾符。volatile修飾符的主要目的是提示編譯器,該對象的值可能在編譯器未監測到的情況下被改變。因此編譯器不能握攜陵武斷的對引用這些對象的代碼作優化處理。
I. C語言中的volatile是什麼意思
volatile 實例講解
volatile的本意是一般有兩種說法--1.「暫態的」;2.「易變的」。
這兩種說法都有可行。但是究竟volatile是什麼意思,現舉例說明(以Keil-c與a51為例
例子來自Keil FQA),看完例子後你應該明白volatile的意思了,如果還不明白,那隻好
再看一遍了。
例1.
void main (void)
{
volatile int i;
int j;
i = 1; //1 不被優化 i=1
i = 2; //2 不被優化 i=1
i = 3; //3 不被優化 i=1
j = 1; //4 被優化
j = 2; //5 被優化
j = 3; //6 j = 3
}
---------------------------------------------------------------------
例2.
函數:
void func (void)
{
unsigned char xdata xdata_junk;
unsigned char xdata *p = &xdata_junk;
unsigned char t1, t2;
t1 = *p;
t2 = *p;
}
編譯的匯編為:
0000 7E00 R MOV R6,#HIGH xdata_junk
0002 7F00 R MOV R7,#LOW xdata_junk
;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ----
0004 8F82 MOV DPL,R7
0006 8E83 MOV DPH,R6
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 注意
0008 E0 MOVX A,@DPTR
0009 F500 R MOV t1,A
000B F500 R MOV t2,A
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
000D 22 RET
將函數變為:
void func (void)
{
volatile unsigned char xdata xdata_junk;
volatile unsigned char xdata *p = &xdata_junk;
unsigned char t1, t2;
t1 = *p;
t2 = *p;
}
編譯的匯編為:
0000 7E00 R MOV R6,#HIGH xdata_junk
0002 7F00 R MOV R7,#LOW xdata_junk
;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ----
0004 8F82 MOV DPL,R7
0006 8E83 MOV DPH,R6
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
0008 E0 MOVX A,@DPTR
0009 F500 R MOV t1,A a處
000B E0 MOVX A,@DPTR
000C F500 R MOV t2,A
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
000E 22 RET
比較結果可以看出來,未用volatile關鍵字時,只從*p所指的地址讀一次
如在a處*p的內容有變化,則t2得到的則不是真正*p的內容。
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例3
volatile unsigned char bdata var; // use volatile keyword here
sbit var_0 = var^0;
sbit var_1 = var^1;
unsigned char xdata values[10];
void main (void) {
unsigned char i;
for (i = 0; i < sizeof (values); i++) {
var = values[i];
if (var_0) {
var_1 = 1; //a處
values[i] = var; // without the volatile keyword, the compiler
// assumes that 'var' is unmodified and does not
// reload the variable content.
}
}
}
在此例中,如在a處到下一句運行前,var如有變化則不會,如var=0xff; 則在
values[i] = var;得到的還是values[i] = 1;
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應用舉例:
例1.
#define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0)
說明:此處不用volatile關鍵字,可能得不到真正的內容。
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例2.
#define TEST_VOLATILE_C
//***************************************************************
// verwendete Include Dateien
//***************************************************************
#if __C51__ < 600
#error: !! Keil 版本不正確
#endif
//***************************************************************
// 函數 void v_IntOccured(void)
//***************************************************************
extern void v_IntOccured(void);
//***************************************************************
// 變數定義
//***************************************************************
char xdata cvalue1; //全局xdata
char volatile xdata cvalue2; //全局xdata
//***************************************************************
// 函數: v_ExtInt0()
// 版本:
// 參數:
// 用途:cvalue1++,cvalue2++
//***************************************************************
void v_ExtInt0(void) interrupt 0 {
cvalue1++;
cvalue2++;
}
//***************************************************************
// 函數: main()
// 版本:
// 參數:
// 用途:測試volatile
//***************************************************************
void main() {
char cErg;
//1. 使cErg=cvalue1;
cErg = cvalue1;
//2. 在此處模擬時手動產生中斷INT0,使cvalue1++; cvalue2++
if (cvalue1 != cErg)
v_IntOccured();
//3. 使cErg=cvalue2;
cErg = cvalue2;
//4. 在此處模擬時手動產生中斷INT0,使cvalue1++; cvalue2++
if (cvalue2 != cErg)
v_IntOccured();
//5. 完成
while (1);
}
//***************************************************************
// 函數: v_IntOccured()
// 版本:
// 參數:
// 用途: 死循環
//***************************************************************
void v_IntOccured() {
while(1);
}
模擬可以看出,在沒有用volatile時,即2處,程序不能進入v_IntOccured();
但在4處可以進入v_IntOccured();
J. C語言中Valatile關鍵字有什麼用
volatile提醒編譯器它後面所定義的變數隨時都有可能改變,因此編譯後的程序每次需要存儲或讀取這個變數的時候,都會直接從變數地址中讀取數據。如果沒有volatile關鍵字,則編譯器可能優化讀取和存儲,可能暫時使用寄存器中的值,如果這個變數由別的程序更新了的話,將出現不一致的現象。下面舉例說明。在DSP開發中,經常需要等待某個事件的觸發,所以經常會寫出這樣的程序:
short flag;
void test()
{
do1();
while(flag==0);
do2();
}
這段程序等待內存變數flag的值變為1(懷疑此處是0,有點疑問,)之後才運行do2()。變數flag的值由別的程序更改,這個程序可能是某個硬體中斷服務程序。例如:如果某個按鈕按下的話,就會對DSP產生中斷,在按鍵中斷程序中修改flag為1,這樣上面的程序就能夠得以繼續運行。但是,編譯器並不知道flag的值會被別的程序修改,因此在它進行優化的時候,可能會把flag的值先讀入某個寄存器,然後等待那個寄存器變為1。如果不幸進行了這樣的優化,那麼while循環就變成了死循環,因為寄存器的內容不可能被中斷服務程序修改。為了讓程序每次都讀取真正flag變數的值,就需要定義為如下形式:
volatile short flag;
需要注意的是,沒有volatile也可能能正常運行,但是可能修改了編譯器的優化級別之後就又不能正常運行了。因此經常會出現debug版本正常,但是release版本卻不能正常的問題。所以為了安全起見,只要是等待別的程序修改某個變數的話,就加上volatile關鍵字。
volatile的本意是「易變的」
由於訪問寄存器的速度要快過RAM,所以編譯器一般都會作減少存取外部RAM的優化。比如:
static int i=0;
int main(void)
{
...
while (1)
{
if (i) do_something();
}
}
/* Interrupt service routine. */
void ISR_2(void)
{
i=1;
}
程序的本意是希望ISR_2中斷產生時,在main當中調用do_something函數,但是,由於編譯器判斷在main函數裡面沒有修改過i,因此可能只執行一次對從i到某寄存器的讀操作,然後每次if判斷都只使用這個寄存器裡面的「i副本」,導致do_something永遠也不會被調用。如果變數加上volatile修飾,則編譯器保證對此變數的讀寫操作都不會被優化(肯定執行)。此例中i也應該如此說明。
一般說來,volatile用在如下的幾個地方:
1、中斷服務程序中修改的供其它程序檢測的變數需要加volatile;
2、多任務環境下各任務間共享的標志應該加volatile;
3、存儲器映射的硬體寄存器通常也要加volatile說明,因為每次對它的讀寫都可能由不同意義;
另外,以上這幾種情況經常還要同時考慮數據的完整性(相互關聯的幾個標志讀了一半被打斷了重寫),在1中可以通過關中斷來實現,2中可以禁止任務調度,3中則只能依靠硬體的良好設計了。
二、volatile 的含義
volatile總是與優化有關,編譯器有一種技術叫做數據流分析,分析程序中的變數在哪裡賦值、在哪裡使用、在哪裡失效,分析結果可以用於常量合並,常量傳播等優化,進一步可以死代碼消除。但有時這些優化不是程序所需要的,這時可以用volatile關鍵字禁止做這些優化,volatile的字面含義是易變的,它有下面的作用:
1 不會在兩個操作之間把volatile變數緩存在寄存器中。在多任務、中斷、甚至setjmp環境下,變數可能被其他的程序改變,編譯器自己無法知道,volatile就是告訴編譯器這種情況。
2 不做常量合並、常量傳播等優化,所以像下面的代碼:
volatile int i = 1;
if (i > 0) ...
if的條件不會當作無條件真。
3 對volatile變數的讀寫不會被優化掉。如果你對一個變數賦值但後面沒用到,編譯器常常可以省略那個賦值操作,然而對Memory Mapped IO的處理是不能這樣優化的。
前面有人說volatile可以保證對內存操作的原子性,這種說法不大准確,其一,x86需要LOCK前綴才能在SMP下保證原子性,其二,RISC根本不能對內存直接運算,要保證原子性得用別的方法,如atomic_inc。
對於jiffies,它已經聲明為volatile變數,我認為直接用jiffies++就可以了,沒必要用那種復雜的形式,因為那樣也不能保證原子性。
你可能不知道在Pentium及後續CPU中,下面兩組指令
inc jiffies
;;
mov jiffies, %eax
inc %eax
mov %eax, jiffies
作用相同,但一條指令反而不如三條指令快。
三、編譯器優化 → C關鍵字volatile → memory破壞描述符zz
「memory」比較特殊,可能是內嵌匯編中最難懂部分。為解釋清楚它,先介紹一下編譯器的優化知識,再看C關鍵字volatile。最後去看該描述符。
1、編譯器優化介紹
內存訪問速度遠不及CPU處理速度,為提高機器整體性能,在硬體上引入硬體高速緩存Cache,加速對內存的訪問。另外在現代CPU中指令的執行並不一定嚴格按照順序執行,沒有相關性的指令可以亂序執行,以充分利用CPU的指令流水線,提高執行速度。以上是硬體級別的優化。再看軟體一級的優化:一種是在編寫代碼時由程序員優化,另一種是由編譯器進行優化。編譯器優化常用的方法有:將內存變數緩存到寄存器;調整指令順序充分利用CPU指令流水線,常見的是重新排序讀寫指令。對常規內存進行優化的時候,這些優化是透明的,而且效率很好。由編譯器優化或者硬體重新排序引起的問題的解決辦法是在從硬體(或者其他處理器)的角度看必須以特定順序執行的操作之間設置內存屏障(memory barrier),linux 提供了一個宏解決編譯器的執行順序問題。
void Barrier(void)
這個函數通知編譯器插入一個內存屏障,但對硬體無效,編譯後的代碼會把當前CPU寄存器中的所有修改過的數值存入內存,需要這些數據的時候再重新從內存中讀出。
2、C語言關鍵字volatile
C語言關鍵字volatile(注意它是用來修飾變數而不是上面介紹的__volatile__)表明某個變數的值可能在外部被改變,因此對這些變數的存取不能緩存到寄存器,每次使用時需要重新存取。該關鍵字在多線程環境下經常使用,因為在編寫多線程的程序時,同一個變數可能被多個線程修改,而程序通過該變數同步各個線程,例如:
DWORD __stdcall threadFunc(LPVOID signal)
{
int* intSignal=reinterpret_cast<int*>(signal);
*intSignal=2;
while(*intSignal!=1)
sleep(1000);
return 0;
}
該線程啟動時將intSignal 置為2,然後循環等待直到intSignal 為1 時退出。顯然intSignal的值必須在外部被改變,否則該線程不會退出。但是實際運行的時候該線程卻不會退出,即使在外部將它的值改為1,看一下對應的偽匯編代碼就明白了:
mov ax,signal
label:
if(ax!=1)
goto label
對於C編譯器來說,它並不知道這個值會被其他線程修改。自然就把它cache在寄存器裡面。記住,C 編譯器是沒有線程概念的!這時候就需要用到volatile。volatile 的本意是指:這個值可能會在當前線程外部被改變。也就是說,我們要在threadFunc中的intSignal前面加上volatile關鍵字,這時候,編譯器知道該變數的值會在外部改變,因此每次訪問該變數時會重新讀取,所作的循環變為如下面偽碼所示:
label:
mov ax,signal
if(ax!=1)
goto label
3、Memory
有了上面的知識就不難理解Memory修改描述符了,Memory描述符告知GCC:
1)不要將該段內嵌匯編指令與前面的指令重新排序;也就是在執行內嵌匯編代碼之前,它前面的指令都執行完畢
2)不要將變數緩存到寄存器,因為這段代碼可能會用到內存變數,而這些內存變數會以不可預知的方式發生改變,因此GCC插入必要的代碼先將緩存到寄存器的變數值寫回內存,如果後面又訪問這些變數,需要重新訪問內存。
如果匯編指令修改了內存,但是GCC 本身卻察覺不到,因為在輸出部分沒有描述,此時就需要在修改描述部分增加「memory」,告訴GCC 內存已經被修改,GCC 得知這個信息後,就會在這段指令之前,插入必要的指令將前面因為優化Cache 到寄存器中的變數值先寫回內存,如果以後又要使用這些變數再重新讀取。
使用「volatile」也可以達到這個目的,但是我們在每個變數前增加該關鍵字,不如使用「memory」方便。