volatile

以前上ARM课，老师讲到volatile这个关键字时，主要是说他用到更硬件相关的地方。比如我们看到很多关于硬件的头文件的时候，寄存器的定义都是几乎都是volatile与内存地址相结合，因为我们时刻想要的是寄存器的最新值，而volatile这个关键字的作用就是告诉编译器不要对它声明的变量进行优化，每次读取操作都要获得它的最新值。

 

以上就是我在遇到volatile新的问题之前对于volatile的理解，认为它一般就是用在与硬件相关的地方，其他需要用到的地方不知道在哪里。直到我昨天遇到了关于volatile的新问题。

 

我遇到的问题是这样的，我用到了定时器来实现精确的延时，为了判断时间到而继续进行运行下面的语句，我声明了一个全局变量来表明定时时间是否到，中断函数里我就将这个标志置位，表示时间到达。在用到定时器的函数里，我就用while(!flag)；这样的语句来判断定时时间是否到，但我运行调试程序时，程序执行了中断，但是程序就一直停止在while(!flag)；这里不往下执行了。想了好久，我也不知道为什么。最后可能是灵感还是什么的，我无意在全局变量flag前面加了个volatile关键字，奇迹发生了，程序终于顺利运行起来了。看来，volatile还在其他的地方有用处。最后，我在网上搜了关于voatile的用法，其中果然就有我面临到的问题。

 

现在简单总结一下volatile的用法。

它主要用到变量会异步改变的时候，主要表现在一下3个方面：

1.CPU外设寄存器 （我开始一直理解的volatile用法）

2.中断和主循环都会用到的全局变量 （这就是我遇到的问题啦）

3. 操作系统中的线程间都会用到的公共变量 （暂时没有遇到，不过记下了）

 

一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，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。下面是volatile变量的几个例子：    

  1). 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）  

   2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)     

 3). 多线程应用中被几个任务共享的变量  
    回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所用这些都要求volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。  
    假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑这否会是这样），我将稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。     

 1). 一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。      

2). 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。      

3). 下面的函数有什么错误：  
         int square(volatile int *ptr)           

         {  
              return *ptr * *ptr;          

       }  
    下面是答案：  
    1). 是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。      

    2). 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。  
    3). 这段代码的有个恶作剧。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一个volatile型参数，编译器将产生类似下面的代码：  
    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该变，因此a和b可能是不同的。结果，这段代码可能返不是你所期望的平方值！正确的代码如下：      

 long square(volatile int *ptr)         

{  
            int a;             

           a = *ptr;             

           return a * a;       

}