volatile关键字的作用

因为很多编译器在编译程序的过程是对程序进行优化,将程序中的变量值存储在缓存中以提高运行效率,这就可能出现这样的情况,用的到变量值不是最新的,而是已经存在在缓存中的值,这样就可能出现莫名其妙的错误,所以对一些易变的变量,加上violate 修饰,编译器在编译过程中就不会对读写这个变量就不会进行优化

比如两个线程在运行中。第一个线程已经初始化,将变量a载入了缓存后,这时候第二个线程改变了a的值。如果a没有用volatile修饰的话,那么可能在第一个线程中使用a时,还是使用的缓存中没有改变过的值。(这只是一个可能性,因为多线程的运行谁都不能保证结果是什么,这是与不同的系统有关的)。如果使用了volatile修饰,那么保证每次取a的值都不是从缓存中取,而是从a所真正对应的内存地址中取。

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***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***作都不会被优化(肯定执行)。此例中i也应该如此说明。
    
    一般说来,volatile用在如下的几个地方:
    
    1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile;
    
    2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile;
    
    3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明,因为每次对它的读写都可能由不同意义;
    
    另外,以上这几种情况经常还要同时考虑数据的完整性(相互关联的几个标志读了一半被打断了重写),在1中可以通过关中断来实
    现,2中可以禁止任务调度,3中则只能依靠硬件的良好设计了。
    
     
    
    volatile 的含义
    volatile总是与优化有关,编译器有一种技术叫做数据流分析,分析程序中的变量在哪里赋值、在哪里使用、在哪里失效,分析结果可以用于常量合并,常量传播等优化,进一步可以死代码消除。但有时这些优化不是程序所需要的,这时可以用volatile关键字禁止做这些优化,volatile的字面含义是易变的,它有下面的作用: 
    
    1 不会在两个***作之间把volatile变量缓存在寄存器中。在多任务、中断、甚至setjmp环境下,变量可能被其他的程序改变,编译器 自己无法知道,volatile就是告诉编译器这种情况。 
    
    2 不做常量合并、常量传播等优化,所以像下面的代码: 
    volatile int i = 1; 
    if (i > 0) ... 
    
    if的条件不会当作无条件真。 
    
    3 对volatile变量的读写不会被优化掉。如果你对一个变量赋值但后面没用到,编译器常常可以省略那个赋值***作,然而对Memory Mapped IO的处理是不能这样优化的。 
    
    前面有人说volatile可以保证对内存***作的原子性,这种说法不大准确,其一,x86需要LOCK前缀才能在SMP下保证原子性,其二,RISC根本不能对内存直接运算,要保证原子性得用别的方法,如atomic_inc。 
    
    对于jiffies,它已经声明为volatile变量,我认为直接用jiffies++就可以了,没必要用那种复杂的形式,因为那样也不能保证原子性。 
    
    你可能不知道在Pentium及后续CPU中,下面两组指令 
    
    inc jiffies 
    ;; 
    mov jiffies, %eax 
    inc %eax 
    mov %eax, jiffies 
    
    作用相同,但一条指令反而不如三条指令快。 因为变量jiffies的读写需要通过内存,而不是寄存器。

posted @ 2012-10-19 15:04  我不是geek  阅读(719)  评论(0编辑  收藏  举报