C中volatile_const解析.pdf

Volatile 推荐一个定义为 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，怀疑是否会是这样），我将稍微深究一下， 看一下这家伙是不是真正懂得 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断服务子程序修改一个指向一个 buffer 的指针时。 3). 这段代码是个恶作剧。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; } 讲讲我的理解： 关键在于两个地方： 1. 编译器的优化 在本次线程内, 当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读 取到一个寄存器中；以后，再取变量值时，就直接从寄存器中取值； 当变量值在本线程里改变时，会同时把变量的新值 copy 到该寄存器中，以便保持一致 当变量在因别的线程等而改变了值，该寄存器的值不会相应改变，从而造成应用程序读 取的值和实际的变量值不一致 当该寄存器在因别的线程等而改变了值，原变量的值不会改变，从而造成应用程序读取 的值和实际的变量值不一致 2. 在什么情况下会出现 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 补充： volatile 应该解释为 “直接存取原始内存地址”比较合适，“易变的”这种解释 简直有点误导人； “易变”是因为外在因素引起的，象多线程，中断等，并不是因为用 volatile 修饰了的 变量就是 “易变”了，假如没有外因，即使用volatile 定义，它也不会变化； 而用 volatile 定义之后，其实这个变量就不会因外