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单片机中volatile定义的作用

来源: 作者:佚名 发布时间:2009-09-04 09:41:11 发表评论

摘要: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。

关键词:单片机


  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。下面是volatile变量的几个例子:

  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(Non-automatic variables)

  3). 多线程应用中被几个任务共享的变量

  回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,所用这些都要求volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。

  假设被面试者正确地回答了这是问题(嗯,怀疑这否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。

  1). 一个参数既可以是const还可以是volatile吗?解释为什么。

  2). 一个指针可以是volatile 吗?解释为什么。

  3). 下面的函数有什么错误:

  int square(volatile int *ptr)

  {

  return *ptr * *ptr;

  }

  下面是答案:

  1). 是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。

  2). 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。

  3). 这段代码的有个恶作剧。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方,但是,由于*ptr指向一个volatile型参数,编译器将产生类似下面的代码:

  int square(volatile int *ptr)

  {

  int a,b;

  a = *ptr;

  b = *ptr;

  return a * b;

  }

  由于*ptr的值可能被意想不到地该变,因此a和b可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值!正确的代码如下:

  long square(volatile int *ptr)

  {

  int a;

  a = *ptr;

  return a * a;

  }

  volatile的本意是“易变的” 由于访问寄存器的速度要快过RAM,所以编译器一般都会作减少存取外部RAM的优化。比如:

  static int i=0;

  int main(void)

  {

  ...

  while (1)

  {

  if (i) dosomething();

  }

  }

  /* Interrupt service routine. */

  void ISR_2(void)

  {

  i=1;

  }

  程序的本意是希望ISR_2中断产生时,在main当中调用dosomething函数,但是,由于编译器判断在main函数里面没有修改过i,因此 可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作,然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”,导致dosomething永远也不会被调用。如果将将变量加上volatile修饰,则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化(肯定执行)。此例中i也应该如此说明。

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