C語言中volatile關鍵字的使用

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C語言中volatile關鍵字的使用

發表於 2018-03-17 11:55:00

volatile的意思是易變的、可變的，作用是限制編譯器優化某些變量。首先看一段C51程序：

Keil在優化級別是為8時得到如下彙編代碼（部分未列出）：

可以看到，變量d的值賦給x，y，z時，只有x中是直接讀取的d中數值，而y=d，z=d則直接將寄存器中的數值賦給y，z。若在此過程中，變量d的值被改變（比如d是一個硬體寄存器），則y，z變量中得到的數據將是錯誤的，因此在某些應用中程序存在隱患。

這類問題並不是編譯器的問題。由於訪問內部寄存器比訪問RAM速度塊，因此編譯器在編譯類似程序時，會對程序進行優化，除第一次編譯變量所在在連續讀取一個變量時，編譯器為了簡化程序，只要有可能就會把第一次讀取的值放在ACC或Rx中，在以後的讀取該變量的值時就直接使用第一次的讀取值。如果該變量的值在此過程中已經被外設（如讀取外部設備埠時經常將外設埠看作一外部RAM地址）或其他程序（如中斷服務程序）所改變，可能就會出錯。為了解決這類問題，常用的方法就是降低編譯器的優化級別或者使用volatile關鍵字。顯然降低優化級別不是所期望的，因此用volatile關鍵字修飾相關變量很有必要。

上文中的例子將d加上volatile關鍵字後，如下：

重新編譯得到的代碼（部分未列出）如下：

可以看這此y，z變量的值是從d的存儲區中讀取的。這主要是由編譯器的優化早成的，而不是編譯器的錯誤。用volatile變量對變量d修飾後，編譯器不對這個變量的操作進行優化，代碼的執行達到期望的目的。

一般說來，volatile關鍵字用在如下的幾個地方。

(1)中斷服務程序中修改的供其他程序檢測的變量需要加volatile。

(2)多任務環境下各任務間共享的標誌應該加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有不同意義。

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