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電子發燒友網>電子資料下載>嵌入式開發>嵌入式volatile的作用

嵌入式volatile的作用

2017-11-01 | rar | 0.4 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

一個定義為volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變量的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值,而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變量的幾個例子:
  1)。 并行設備的硬件寄存器(如:狀態寄存器)
  2)。 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
  3)。 多線程應用中被幾個任務共享的變量
  回答不出這個問題的人是不會被雇傭的。我認為這是區分C程序員嵌入式系統程序員的最基本的問題。嵌入式系統程序員經常同硬件、中斷、RTOS等等打交道,所用這些都要求volatile變量。不懂得volatile內容將會帶來災難。
  假設被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑這否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
  1)。 一個參數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什么。
  2)。 一個指針可以是volatile 嗎?解釋為什么。
  3)。 下面的函數有什么錯誤:
  int square(volatile int *ptr)
  {
  return *ptr * *ptr;
  }
  下面是答案:
  1)。 是的。一個例子是只讀的狀態寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應該試圖去修改它。
  2)。 是的。盡管這并不很常見。一個例子是當一個中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
  3)。 這段代碼的有個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方,但是,由于*ptr指向一個volatile型參數,編譯器將產生類似下面的代碼:
  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該變,因此a和b可能是不同的。結果,這段代碼可能返不是你所期望的平方值!正確的代碼如下:
  long square(volatile int *ptr)
  {
  int a;
  a = *ptr;
  return a * a;
  }
  講講我的理解:
  關鍵在于兩個地方:
  1. 編譯器的優化 (請高手幫我看看下面的理解)
  在本次線程內, 當讀取一個變量時,為提高存取速度,編譯器優化時有時會先把變量讀取到一個寄存器中;以后,再取變量值時,就直接從寄存器中取值;
  當變量值在本線程里改變時,會同時把變量的新值copy到該寄存器中,以便保持一致
  當變量在因別的線程等而改變了值,該寄存器的值不會相應改變,從而造成應用程序讀取的值和實際的變量值不一致
  當該寄存器在因別的線程等而改變了值,原變量的值不會改變,從而造成應用程序讀取的值和實際的變量值不一致
  舉一個不太準確的例子:
  發薪資時,會計每次都把員工叫來登記他們的銀行卡號;一次會計為了省事,沒有即時登記,用了以前登記的銀行卡號;剛好一個員工的銀行卡丟了,已掛失該銀行卡號;從而造成該員工領不到工資
  員工 -- 原始變量地址
  銀行卡號 -- 原始變量在寄存器的備份
  2. 在什么情況下會出現(如1樓所說)
  1)。 并行設備的硬件寄存器(如:狀態寄存器)
  2)。 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
  3)。 多線程應用中被幾個任務共享的變量
  補充: volatile應該解釋為“直接存取原始內存地址”比較合適,“易變的”這種解釋簡直有點誤導人;
  “易變”是因為外在因素引起的,象多線程,中斷等,并不是因為用volatile修飾了的變量就是“易變”了,假如沒有外因,即使用volatile定義,它也不會變化;
  而用volatile定義之后,其實這個變量就不會因外因而變化了,可以放心使用了; 大家看看前面那種解釋(易變的)是不是在誤導人
  ------------簡明示例如下:------------------
  volatile關鍵字是一種類型修飾符,用它聲明的類型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改,比如:操作系統、硬件或者其它線程等。遇到這個關鍵字聲明的變量,編譯器對訪問該變量的代碼就不再進行優化,從而可以提供對特殊地址的穩定訪問。
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