volatile关键字

volatile关键字总结

背景

volatile介绍

volatile关键字告诉编译器，不要去寄存器中访问某个变量，而是直接去内存中读取。

volatile关键字的使用场景

volatile常用的场景：

1. 并行设备的寄存器，如状态寄存器
2. 多线程程序
3. 一个中断服务子程序访问到的非自动变量

总结

为什么在中断中修改了i的值，而在main函数中的i没有被编译器认为是1。而如果不是通过中断修改i，而只是在程序中修改i的值，main函数中的i就会被认为是1。

这就类似于：就比如我在盯着一个房间有没有人，我一开始进这个房间看了一眼，没有人，那么这个时候我就只需要在门口盯着，确保没有人从门口进去就行了。这个时候中断来了，就类似时间被暂停了，然后有个人进房间了。然后时间恢复，这个时候我依旧只会盯着门看，不会进门去看一下，确认房间是否有人。因为我认为我一直在盯着门。　

这个就类似一开始编译器从内存中拿出i的值放到寄存器中，然后if(i)反复判断。编译器就会认为我中间没有去做其他事，没有必要再去从内存中拿一次i的值。

而如果再程序中修改i的值，就类似我在看着门，突然有事离开。然后再回来，我要确保我出去的这段时间，有没有人进房间，所以会进房间看一次有没有人。就类似从内存中取一次i的值。

static int i=0;

int main(void)
{
    ...
     while (1)
    {
         if (i)
         {
              dosomething();
         }
    }
}

/* Interrupt service routine. */
void ISR_2(void)
{
      i=1;
}

上述程序的本意是希望ISR_2中断产生时，在main函数中调用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）。

int  *output = (unsigned  int *)0xff800000;//定义一个IO端口；

int init(void)
{
      int i;
      for(i=0;i< 10;i++){

         *output = i;
      }
}

没有使用volatile关键字，则该代码会被优化为：

int  init(void)
{
      *output = 9;
}

所以我们需要使用volatile关键字，来告诉编译器不要优化。

小练习

下面函数有什么问题？

void test (int volatile* a)
{
      return (*a) * (*a);
}

上面有可能a会被其他的线程所改变。更正：

void test (int volatile* a)
{
      int b = a;
      return b * b;
}

总结

通过上面的代码，volatile关键字似乎不仅仅是阻止，编译器优化关于寄存器分配的优化。由第二段代码可知，volatile还可以阻止编译器进行死代码消除的优化。是否可以认为，只要添加了该关键字，就可以认为编译器不会随便对该对象进行优化。

参考资料

https://www.cnblogs.com/zhuangquan/p/15057897.html