关于代码优化——谈volatile

昨天在linux下运行了这样一个程序：
#include
int main()
{
    int i=1;
    printf("%d\n",(++i)*(++i));
}
安常规思维，本程序应该打印出6，但是编译完成后运行的结果是9，将其汇编代码打开如下：
    .file    "interesting2.c"
    .section    .rodata
.LC0:
    .string    "%d\n"
    .text
.globl main
    .type    main, @function
main:
    leal    4(%esp), %ecx
    andl    $-16, %esp
    pushl    -4(%ecx)
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    pushl    %ecx
    subl    $36, %esp
    movl    $1, -8(%ebp)
    addl    $1, -8(%ebp)
    addl    $1, -8(%ebp)
    movl    -8(%ebp), %eax
    imull    -8(%ebp), %eax
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    $.LC0, (%esp)
    call    printf
    addl    $36, %esp
    popl    %ecx
    popl    %ebp
    leal    -4(%ecx), %esp
    ret
    .size    main, .-main
    .ident    "GCC: (Debian 4.3.2-1.1) 4.3.2"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits
可以看到上面红色部分，编译器检测到是通一个变量，因此做了优化，在++i后并没有存储中间结果，而是继续执行++运算，导致产生了3＊3的结果。
将原i的声明改为int volatile i;后，展开其汇编代码：
    .file    "interesting.c"
    .section    .rodata
.LC0:
    .string    "%d\n"
    .text
.globl main
    .type    main, @function
main:
    leal    4(%esp), %ecx
    andl    $-16, %esp
    pushl    -4(%ecx)
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    pushl    %ecx
    subl    $36, %esp
    movl    $1, -8(%ebp)
    movl    -8(%ebp), %eax
    addl    $1, %eax
    movl    %eax, -8(%ebp)
    movl    -8(%ebp), %edx
    movl    -8(%ebp), %eax
    addl    $1, %eax
    movl    %eax, -8(%ebp)
    movl    -8(%ebp), %eax
    imull    %edx, %eax
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    $.LC0, (%esp)
    call    printf
    addl    $36, %esp
    popl    %ecx
    popl    %ebp
    leal    -4(%ecx), %esp
    ret
    .size    main, .-main
    .ident    "GCC: (Debian 4.3.2-1.1) 4.3.2"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits
可以看出未经优化的代码将中间结果进行了存储，这才是我们想要的结果。
关于volatile的用法查询了一下：

volatile关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改。

用volatile关键字声明的变量i每一次被访问时，执行部件都会从i相应的内存单元中取出i的值。

没有用volatile关键字声明的变量i在被访问的时候可能直接从cpu的寄存器中取值（因为之前i被访问过，也就是说之前就从内存中取出i的值 保存到某个寄存器中），之所以直接从寄存器中取值，而不去内存中取值，是因为编译器优化代码的结果（访问cpu寄存器比访问ram快的多）。

以上两种情况的区别在于被编译成汇编代码之后，两者是不一样的。之所以这样做是因为变量i可能会经常变化，保证对特殊地址的稳定访问。

＝＝＝＝＝以下为转载＝＝＝＝＝＝

volatile关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改

，比如：操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问该变量的

代码就不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。

使用该关键字的例子如下：
int volatile nVint;
　　当要求使用volatile 声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，即

使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。

例如：
volatile int i=10;
int a = i;
...
//其他代码，并未明确告诉编译器，对i进行过操作

int b = i;
　　volatile 指出 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

译器生成的汇编代码会重新从i的地址读取数据放在b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b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vola

tile可以保证对特殊地址的稳定访问。
　　注意，在vc6中，一般调试模式没有进行代码优化，所以这个关键字的作用看不出来。下面

通过插入汇编代码，测试有无volatile关键字，对程序最终代码的影响：
　　首先，用classwizard建一个win32 console工程，插入一个voltest.cpp文件，输入下面的

代码：
　
＃i nclude
void main()
{
 int i=10;
 int a = i;
 
 printf("i= %d\n",a);
 //下面汇编语句的作用就是改变内存中i的值，但是又不让编译器知道
 __asm {
  mov dword ptr [ebp-4], 20h
 }
 
 int b = i;
 printf("i= %d\n",b);
}     
然后，在调试版本模式运行程序，输出结果如下：
i = 10
i = 32
然后，在release版本模式运行程序，输出结果如下：
i = 10
i = 10
输出的结果明显表明，release模式下，编译器对代码进行了优化，第二次没有输出正确的i值。

下面，我们把 i的声明加上volatile关键字，看看有什么变化：
＃i nclude
void main()
{
 volatile int i=10;
 int a = i;
 
 printf("i= %d\n",a);
 __asm {
  mov dword ptr [ebp-4], 20h
 }
 
 int b = i;
 printf("i= %d\n",b);
}     
分别在调试版本和release版本运行程序，输出都是：
i = 10
i = 32
这说明这个关键字发挥了它的作用！