c语言volatile关键字
❶ c语言 中volatile关键字的用法
volatile是个多线程变量,就是可能在很多函数中会修改他。特别是中断函数中一定要用他。volatile的意思就是“不稳定的”可能突发地改变它,单片机每次调用他的话,都要从他的地址取数。预防单片机不知道普通的变量改变了,还是用上一次的数据。
定义方法是 :
volatile char i; //定义一个字符型的多线程变量"i"
volatile int j; //定义一个整型的多线程变量"j"
记得给我打个辛苦分!哈哈
❷ c语言中volatile关键字是什么含义怎么办呢
volatile
影响编译器编译的结果,指出,volatile
变量是随时可能发生变化的,与volatile变量有关的运算,不要进行编译优化,以免出错,(vc++
在产生release版可执行码时会进行编译优化,加volatile关键字的变量有关的运算,将不进行编译优化。)。
例如:
volatile
int
i=10;
int
j
=
i;
...
int
k
=
i;
volatile
告诉编译器i是随时可能发生变化的,每次使用它的时候必须从i的地址中读取,因而编译器生成的可执行码会重新从i的地址读取数据放在k中。
而优化做法是,由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作,它会自动把上次读的数据放在k中。而不是重新从i里面读。这样以来,如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错,所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问,不会出错。
❸ C语言中Valatile关键字有什么用
volatile提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变,因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候,都会直接从变量地址中读取数据。如果没有volatile关键字,则编译器可能优化读取和存储,可能暂时使用寄存器中的值,如果这个变量由别的程序更新了的话,将出现不一致的现象。下面举例说明。在DSP开发中,经常需要等待某个事件的触发,所以经常会写出这样的程序:
short flag;
void test()
{
do1();
while(flag==0);
do2();
}
这段程序等待内存变量flag的值变为1(怀疑此处是0,有点疑问,)之后才运行do2()。变量flag的值由别的程序更改,这个程序可能是某个硬件中断服务程序。例如:如果某个按钮按下的话,就会对DSP产生中断,在按键中断程序中修改flag为1,这样上面的程序就能够得以继续运行。但是,编译器并不知道flag的值会被别的程序修改,因此在它进行优化的时候,可能会把flag的值先读入某个寄存器,然后等待那个寄存器变为1。如果不幸进行了这样的优化,那么while循环就变成了死循环,因为寄存器的内容不可能被中断服务程序修改。为了让程序每次都读取真正flag变量的值,就需要定义为如下形式:
volatile short flag;
需要注意的是,没有volatile也可能能正常运行,但是可能修改了编译器的优化级别之后就又不能正常运行了。因此经常会出现debug版本正常,但是release版本却不能正常的问题。所以为了安全起见,只要是等待别的程序修改某个变量的话,就加上volatile关键字。
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) do_something();
}
}
/* 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do_something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do_something永远也不会被调用。如果变量加上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。
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。
二、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 不会在两个操作之间把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操作,然而对Memory Mapped IO的处理是不能这样优化的。
前面有人说volatile可以保证对内存操作的原子性,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。
三、编译器优化 → C关键字volatile → memory破坏描述符zz
“memory”比较特殊,可能是内嵌汇编中最难懂部分。为解释清楚它,先介绍一下编译器的优化知识,再看C关键字volatile。最后去看该描述符。
1、编译器优化介绍
内存访问速度远不及CPU处理速度,为提高机器整体性能,在硬件上引入硬件高速缓存Cache,加速对内存的访问。另外在现代CPU中指令的执行并不一定严格按照顺序执行,没有相关性的指令可以乱序执行,以充分利用CPU的指令流水线,提高执行速度。以上是硬件级别的优化。再看软件一级的优化:一种是在编写代码时由程序员优化,另一种是由编译器进行优化。编译器优化常用的方法有:将内存变量缓存到寄存器;调整指令顺序充分利用CPU指令流水线,常见的是重新排序读写指令。对常规内存进行优化的时候,这些优化是透明的,而且效率很好。由编译器优化或者硬件重新排序引起的问题的解决办法是在从硬件(或者其他处理器)的角度看必须以特定顺序执行的操作之间设置内存屏障(memory barrier),linux 提供了一个宏解决编译器的执行顺序问题。
void Barrier(void)
这个函数通知编译器插入一个内存屏障,但对硬件无效,编译后的代码会把当前CPU寄存器中的所有修改过的数值存入内存,需要这些数据的时候再重新从内存中读出。
2、C语言关键字volatile
C语言关键字volatile(注意它是用来修饰变量而不是上面介绍的__volatile__)表明某个变量的值可能在外部被改变,因此对这些变量的存取不能缓存到寄存器,每次使用时需要重新存取。该关键字在多线程环境下经常使用,因为在编写多线程的程序时,同一个变量可能被多个线程修改,而程序通过该变量同步各个线程,例如:
DWORD __stdcall threadFunc(LPVOID signal)
{
int* intSignal=reinterpret_cast<int*>(signal);
*intSignal=2;
while(*intSignal!=1)
sleep(1000);
return 0;
}
该线程启动时将intSignal 置为2,然后循环等待直到intSignal 为1 时退出。显然intSignal的值必须在外部被改变,否则该线程不会退出。但是实际运行的时候该线程却不会退出,即使在外部将它的值改为1,看一下对应的伪汇编代码就明白了:
mov ax,signal
label:
if(ax!=1)
goto label
对于C编译器来说,它并不知道这个值会被其他线程修改。自然就把它cache在寄存器里面。记住,C 编译器是没有线程概念的!这时候就需要用到volatile。volatile 的本意是指:这个值可能会在当前线程外部被改变。也就是说,我们要在threadFunc中的intSignal前面加上volatile关键字,这时候,编译器知道该变量的值会在外部改变,因此每次访问该变量时会重新读取,所作的循环变为如下面伪码所示:
label:
mov ax,signal
if(ax!=1)
goto label
3、Memory
有了上面的知识就不难理解Memory修改描述符了,Memory描述符告知GCC:
1)不要将该段内嵌汇编指令与前面的指令重新排序;也就是在执行内嵌汇编代码之前,它前面的指令都执行完毕
2)不要将变量缓存到寄存器,因为这段代码可能会用到内存变量,而这些内存变量会以不可预知的方式发生改变,因此GCC插入必要的代码先将缓存到寄存器的变量值写回内存,如果后面又访问这些变量,需要重新访问内存。
如果汇编指令修改了内存,但是GCC 本身却察觉不到,因为在输出部分没有描述,此时就需要在修改描述部分增加“memory”,告诉GCC 内存已经被修改,GCC 得知这个信息后,就会在这段指令之前,插入必要的指令将前面因为优化Cache 到寄存器中的变量值先写回内存,如果以后又要使用这些变量再重新读取。
使用“volatile”也可以达到这个目的,但是我们在每个变量前增加该关键字,不如使用“memory”方便。
❹ C语言中的volatile是什么意思
volatile 实例讲解
volatile的本意是一般有两种说法--1.“暂态的”;2.“易变的”。
这两种说法都有可行。但是究竟volatile是什么意思,现举例说明(以Keil-c与a51为例
例子来自Keil FQA),看完例子后你应该明白volatile的意思了,如果还不明白,那只好
再看一遍了。
例1.
void main (void)
{
volatile int i;
int j;
i = 1; //1 不被优化 i=1
i = 2; //2 不被优化 i=1
i = 3; //3 不被优化 i=1
j = 1; //4 被优化
j = 2; //5 被优化
j = 3; //6 j = 3
}
---------------------------------------------------------------------
例2.
函数:
void func (void)
{
unsigned char xdata xdata_junk;
unsigned char xdata *p = &xdata_junk;
unsigned char t1, t2;
t1 = *p;
t2 = *p;
}
编译的汇编为:
0000 7E00 R MOV R6,#HIGH xdata_junk
0002 7F00 R MOV R7,#LOW xdata_junk
;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ----
0004 8F82 MOV DPL,R7
0006 8E83 MOV DPH,R6
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 注意
0008 E0 MOVX A,@DPTR
0009 F500 R MOV t1,A
000B F500 R MOV t2,A
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
000D 22 RET
将函数变为:
void func (void)
{
volatile unsigned char xdata xdata_junk;
volatile unsigned char xdata *p = &xdata_junk;
unsigned char t1, t2;
t1 = *p;
t2 = *p;
}
编译的汇编为:
0000 7E00 R MOV R6,#HIGH xdata_junk
0002 7F00 R MOV R7,#LOW xdata_junk
;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ----
0004 8F82 MOV DPL,R7
0006 8E83 MOV DPH,R6
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
0008 E0 MOVX A,@DPTR
0009 F500 R MOV t1,A a处
000B E0 MOVX A,@DPTR
000C F500 R MOV t2,A
;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
000E 22 RET
比较结果可以看出来,未用volatile关键字时,只从*p所指的地址读一次
如在a处*p的内容有变化,则t2得到的则不是真正*p的内容。
---------------------------------------------------------------------
例3
volatile unsigned char bdata var; // use volatile keyword here
sbit var_0 = var^0;
sbit var_1 = var^1;
unsigned char xdata values[10];
void main (void) {
unsigned char i;
for (i = 0; i < sizeof (values); i++) {
var = values[i];
if (var_0) {
var_1 = 1; //a处
values[i] = var; // without the volatile keyword, the compiler
// assumes that 'var' is unmodified and does not
// reload the variable content.
}
}
}
在此例中,如在a处到下一句运行前,var如有变化则不会,如var=0xff; 则在
values[i] = var;得到的还是values[i] = 1;
---------------------------------------------------------------------
应用举例:
例1.
#define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0)
说明:此处不用volatile关键字,可能得不到真正的内容。
---------------------------------------------------------------------
例2.
#define TEST_VOLATILE_C
//***************************************************************
// verwendete Include Dateien
//***************************************************************
#if __C51__ < 600
#error: !! Keil 版本不正确
#endif
//***************************************************************
// 函数 void v_IntOccured(void)
//***************************************************************
extern void v_IntOccured(void);
//***************************************************************
// 变量定义
//***************************************************************
char xdata cvalue1; //全局xdata
char volatile xdata cvalue2; //全局xdata
//***************************************************************
// 函数: v_ExtInt0()
// 版本:
// 参数:
// 用途:cvalue1++,cvalue2++
//***************************************************************
void v_ExtInt0(void) interrupt 0 {
cvalue1++;
cvalue2++;
}
//***************************************************************
// 函数: main()
// 版本:
// 参数:
// 用途:测试volatile
//***************************************************************
void main() {
char cErg;
//1. 使cErg=cvalue1;
cErg = cvalue1;
//2. 在此处仿真时手动产生中断INT0,使cvalue1++; cvalue2++
if (cvalue1 != cErg)
v_IntOccured();
//3. 使cErg=cvalue2;
cErg = cvalue2;
//4. 在此处仿真时手动产生中断INT0,使cvalue1++; cvalue2++
if (cvalue2 != cErg)
v_IntOccured();
//5. 完成
while (1);
}
//***************************************************************
// 函数: v_IntOccured()
// 版本:
// 参数:
// 用途: 死循环
//***************************************************************
void v_IntOccured() {
while(1);
}
仿真可以看出,在没有用volatile时,即2处,程序不能进入v_IntOccured();
但在4处可以进入v_IntOccured();
❺ c语言的关键字有哪些
C语言的关键字共有32个,根据关键字的作用,可分其为四类:
数据类型关键字(12个);
char:声明字符型变量或函数
int: 声明整型变量或函数
short:声明短整型变量或函数
long:声明长整型变量或函数
float:声明浮点型变量或函数
double:声明双精度变量或函数
unsigned:声明无符号类型变量或函数
signed:声明有符号类型变量或函数
enum:声明枚举类型
struct:声明结构体变量或函数
union:声明共用体(联合)数据类型
void :声明函数无返回值或无参数,声明无类型指针
控制语句关键字(12个);
循环语句
for:一种循环语句
do:循环语句的循环体
while:循环语句的循环条件
continue:结束当前循环,开始下一轮循环
break:跳出当前循环
条件语句
if: 条件语句
else :条件语句否定分支(与 if 连用)
goto:无条件跳转语句
开关语句
switch:用于开关语句
case:开关语句分支
default:开关语句的“其他”分支
返回语句
return:子程序返回语句(可以带参数,也看不带参数)
存储类型关键字(4个);
extern:声明变量在其他文件中声明
static :声明静态变量
register:声明寄存器变量
auto :声明自动变量,一般不使用
其它关键字(4个);
const :声明只读变量
sizeof:计算数据类型长度
typedef:给数据类型取别名
volatile:说明变量在程序执行中可被隐含地改变。
❻ C语言中关键字volatile是什么意思
volatile的本意是一般有两种说法。1.“暂态的 2.“易变的。这两种说法都有可行。一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到的改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。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。 www.okeycar.com
❼ C语言中volatile关键字的用法是什么
volatile
int
i
=
10;
int
k
=
i;
这段代码如果没有加上volatile,它的执行过程是
i
=
10,
10
->reg寄存器,k
=
reg值,就是说,k=i实际上是从寄存器里读出来的。这样快捷高效,当然并不是每次都这样,因为寄存器有限。如果在10->reg寄存器的时候,i存储的内存变化了,也就是别的线程修改了i的值,k=i仍然会按照i=10来执行
加上volatile后,执行过程是
i
=
10,
k
=
*(int
*)(&i);
它会从i的内存地址上去读,当然值会非常准确,但是效率会比从寄存器中读要慢很多。
❽ c语言中volatile关键字是什么含义
用volatile关键字定义变量,相当于告诉编译器,这个变量的值会随时发生变化,每次使用时都需要去内存里重新读取它的值,并不要随意针对它作优化。
不使用volatile定义的变量,可能因为编译器优化而出现一些问题,具体可以看给出的参考资料,里面有一个例子。
建议使用volatile变量的场所:
(1) 并行设备的硬件寄存器
(2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(全局变量)
(3) 多线程应用中被几个任务共享的变量
❾ C语言中volatile在什么情况下使用
简单的说,你所定义的这个变量,在你程序运行过程中一直会变,你希望这个值被正确的处理,你就得每次从内存中去读这个值,这样就不会有错误了,这个volatile就是这个作用了。
❿ 求C语言中的32个关键字及其意思
C语言中的32个关键字及其意思如下:
1、auto 声明自动变量
2、short 声明短整型变量或函数
3、int 声明整型变量或函数
4、long 声明长整型变量或函数
5、float 声明浮点型变量或函数
6、double 声明双精度变量或函数
7、char 声明字符型变量或函数
8、struct 声明结构体变量或函数
9、union 声明共用数据类型
10、enum 声明枚举类型
11、typedef 用以给数据类型取别名
12、const 声明只读变量
13、unsigned 声明无符号类型变量或函数
14、signed 声明有符号类型变量或函数
15、extern 声明变量是在其他文件正声明
16、register 声明寄存器变量
17、static 声明静态变量
18、volatile 说明变量在程序执行中可被隐含地改变
19、void 声明函数无返回值或无参数,声明无类型指针
20、else 条件语句否定分支(与 if 连用)
21、switch 用于开关语句
22、case 开关语句分支
23、for 一种循环语句
24、do 循环语句的循环体
25、while 循环语句的循环条件
26、goto 无条件跳转语句
27、continue 结束当前循环,开始下一轮循环
28、break 跳出当前循环
29、default 开关语句中的“其他”分支
30、sizeof 计算数据类型长度
31、return 子程序返回语句(可以带参数,也可不带参数)循环条件
32、if 条件语句