深入讲解C语言编程中volatile修饰符的作用_volatile修饰符

volatile

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深入讲解深入讲解C语言编程中语言编程中volatile修饰符的作用修饰符的作用

主要介绍了C语言编程中volatile修饰符的作用,文章深入到内存优化方面进行解析,非常推荐!需要的朋友可以参考

下

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的本意是的本意是“易变的易变的”

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。

volatile 的深层次含义的深层次含义

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。

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

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Asama浅间

2023-07-29

文件内容通俗易懂，对于C语言初学者来说很友好。

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