关于C语言编程中volatile的使用.doc

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1、关于C语言编程中volatile的使用Volatile含义：volatile类型的限定词,它告诉编译器，变量可以被应用程序本身以外的某个东西进行修改，这些东西包括操作系统，硬件或同时执行的线程等。尤其是，volatile限定词会告诉编译器，不要对该变量进行任何优化，并且总是重新加载来自该变量的内存单元的值。一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。C语言编译器会对用户书写的代码进行优化，譬如如下代码：int a,b,c;a =

2、 inWord(0x100); /*读取I/O空间0x100端口的内容存入a变量*/b = a;a = inWord (0x100); /*再次读取I/O空间0x100端口的内容存入a变量*/c = a;很可能被编译器优化为：int a,b,c;a = inWord(0x100); /*读取I/O空间0x100端口的内容存入a变量*/b = a;c = a;但是这样的优化结果可能导致错误，如果I/O空间0x100端口的内容在执行第一次读操作后被其它程序写入新值，则其实第2次读操作读出的内容与第一次不同，b和c的值应该不同。在变量a的定义前加上volatile关键字可以防止编译器的类似优化，正确

3、的做法是：volatile int a；volatile变量可能用于如下几种情况：(1) 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器，例中的代码属于此类）；(2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(也就是全局变量)；(3) 多线程应用中被几个任务共享的变量。对代码进行汇编分析：int a;int test(int argc, char *argv)a+;while(a) ;return 0;不使用优化选项，汇编码如下：Disassembly of section .text:00000000 : 0:3c1c0000 luigp,0x0 4:279c0000 addiugp,gp,0 8:0

4、399e021 addugp,gp,t9 c:27bdfff0 addiusp,sp,-16 10:afbc0000 swgp,0(sp) 14:afbe000c sws8,12(sp) 18:afbc0008 swgp,8(sp) 1c:03a0f021 moves8,sp 20:afc40010 swa0,16(s8) 24:afc50014 swa1,20(s8) 28:8f820000 lwv0,0(gp) 2c:00000000 nop 30:8c420000 lwv0,0(v0) 34:00000000 nop 38:24420001 addiuv0,v0,1 / a+; 3c:8

5、f810000 lwat,0(gp) 40:00000000 nop 44:ac220000 swv0,0(at) /store a 48:8f820000 lwv0,0(gp) /load a 4c:00000000 nop 50:8c420000 lwv0,0(v0) 54:00000000 nop 58:1440fffb bnezv0,48 5c:00000000 nop 60:00001021 movev0,zero 64:03c0e821 movesp,s8 68:8fbe000c lws8,12(sp) 6c:03e00008 jrra 70:27bd0010 addiusp,sp

6、,16如果使用-O3优化选项，汇编码如下：Disassembly of section .text:00000000 : 0:3c1c0000 luigp,0x0 4:279c0000 addiugp,gp,0 8:0399e021 addugp,gp,t9 c:8f820000 lwv0,0(gp) 10:00000000 nop 14:8c420000 lwv0,0(v0) 18:00000000 nop 1c:24420001 addiuv0,v0,1 20:8f810000 lwat,0(gp) 24:00000000 nop 28:ac220000 swv0,0(at) 2c:144

7、0ffff bnezv0,2c 30:00000000 nop 34:03e00008 jrra 38:00001021 movev0,zero 3c:00000000 nop可以看出，在进行while语句进行判断时，并没有从内存中重新load 变量a的值，而只是使用寄存器中值进行判断。当另外一个线程，或者任务修改变量a值时，本任务并不知道。当修改a定义为：volatile int a;还使用-O3优化选项，汇编码如下：Disassembly of section .text:00000000 : 0:3c1c0000 luigp,0x0 4:279c0000 addiugp,gp,0 8:0

8、399e021 addugp,gp,t9 c:8f820000 lwv0,0(gp) 10:00000000 nop 14:8c420000 lwv0,0(v0) 18:00000000 nop 1c:24420001 addiuv0,v0,1 20:8f810000 lwat,0(gp) 24:00000000 nop 28:ac220000 swv0,0(at) 2c:8f820000 lwv0,0(gp) 30:00000000 nop 34:8c420000 lwv0,0(v0) 38:00000000 nop 3c:1440fffb bnezv0,2c 40:00001021 movev0,zero 44:03e00008 jrra 48:00000000 nop 4c:00000000 nop从汇编码中看出，增加volatile后，while循环每次都会到内存中读取变量a的值。所以在C语言编程时，注意以下三种情况，需要在变量前增加volatile的定义： (1) 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）；(2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(也就是全局变量)；(3) 多线程应用中被几个任务共享的变量。