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[转载] 对volatile、code和const的理解-----写的很准确,值得学习 (任军批语)。

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发表于 2014-11-17 09:59:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 jianhong_wu 于 2014-11-17 10:05 编辑

leefei-佛山:
转来的,让大家围观一下。

对volatile、code和const的理解:
volatile是ANSI C语言关键字之一。其作用可以用一句话来概括:用volatile修饰的变量可以防止被编译器优化。
定义一个普通变量时,有可能被编译器优化成寄存器变量。如果加上volatile,那它一定是存储器变量。
编译器可能会认为某些语句是多余的,从而自动优化掉。例如“{int x; x=57; x=24; ...}”,其中“x=57;”是多余的。如果加上volatile,则不会被优化掉。
某些全局变量,在中断服务函数中可能会被隐含地改变。这样的全局变量应当要用volatile修饰。主程序每次访问该变量时,都可以确保是最新的值。
存储器映射的I/O变量,也可能会自动地改变。因此也要加上volatile属性。
code和const的区别。用code声明的对象会被编译器安排在ROM中,而ROM通常是只读的,无法更改。用const声明的对象可能会被安排在ROM中,但也可能在RAM中。如果在ROM中,当然不能修改了;如果在RAM中,理论上仍然可以修改,只是编译器不允许你去修改而已。const对象只能在声明时初始化一次。
volatile 是在C ,C++,Java等中语言中的一种修饰关键字。
这个关键字在嵌入式系统中,是一个非常重要的一个使用。尽管在一般的Application中,可能很多人都不需要使用这个。但是在单片机中,如果不熟悉这个关键字,很有可能产生想像不到的意外。
那么,我就来谈谈Volatile的意义--
volatile在ANSI C(C89)以后的C标准规格和const一起被包含在内。在标准C中,这些关键字是必定存在的。
关于volatile的意义,根据标准C的定义、
volatile的目的是,避免进行默认的优化处理.比如说对于编译器优化的功能,如果从编译器看来,有些多余的代码的话,编译器就会启动优化程序,并删除一些代码,但是这在嵌入式系统中很有可能是关键性的处理,必须不能保证被编译器删掉,所以提供了Volitile来声明,告诉编译器无论如何都不要删掉我。
举个例子--
■比如说下面条件的一段代码
  1. extern intevent_flag
  2. void poll_event()
  3. {
  4. while (event_flag == 0) {
  5. ....
  6. }
  7. ....
  8. }
复制代码

我们不再循环中改变这里的event_flag的值,这样的话,event_flag 看起来就像是多余的,因此单片机编译器可能把此程序看为下段程序
  1. void poll_event()
  2. {
  3. if (event_flag == 0) {
  4. while (1) {
  5. ....
  6. }
  7. }
  8. ....
  9. }
复制代码

对于一般的编译器,一般都会把程序优化成上述程序。
这样的优化确实可以提高代码速度,比如while循环中不再需要对条件的判断,所以很快,但是这是正确的吗?
对于单线程的程序,这是没有问题的,因为event_flag 就永远不会改变,但是对于多线程程序,RTOS的多任务处理的话,event_flag 的值可能被其他线程改变,这样问题就来了,因为被优化的代码并不具备对用event_flag 变化的能力。因此导致错误的意想不到的结果,如果此代码在ECU上执行的话,那我们的小命可就有可能没了。。。。
为了避免这种情况,我们使用volatile关键字来防止程序被编译器优化。具体的使用方法,我们用下面的程序来说明’
extern volatile int event_flag
这样声明event_flag全局变量的话,就不用担心event_flag 被优化掉,程序将按照设计来运行。
■还有一个例子
对于条件分歧以外,还有一下的例子
  1. extern int* p_regster1;
  2. extern int* p_regster2;
  3. void set_regester2(int val)
  4. {
  5. *p_register1 = 1;
  6. *p_register2 = 0;
  7. *p_register2 = val;
  8. *p_register1 = 0;
  9. }
复制代码

您可能看到p_register1 被赋值两次,还有p_register2也是,编译器认为,你怎么这么笨,定义两次,于是就把成程序优化为下面
  1. void set_regester2(int val)
  2. {
  3. *p_register2 = val;
  4. *p_register1 = 0;
  5. }
复制代码

这样的话,我们所规定的程序没有办法设置,可能导致一些想不到的问题。
为了回避这个问题,我们必须用Volitile来避免这个问题
  1. extern volitile int* p_regster1;
  2. extern volitile int* p_regster2;
复制代码
现在单片机的编译器越来越先进,在很多地方,我们不再需要直接写汇编代码,但是在如果对编译器的优化程序没有深刻的理解,像上面的问题,就很危险,因为嵌入式工作在无人的环境中,因此对于编译器的理解,还有要需要一定程序的学习。
最后希望您能通过本文了解Volitile的基本使用。 如果有什么错误的地方,恳请您的指出。

任军-深圳:
写的很准确,值得学习 。


乐于分享,勇于质疑!
发表于 2014-11-17 10:11:53 | 显示全部楼层
写的很好,让我对volitile又有了一个深入的理解!
乐于分享,勇于质疑!
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