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分类: C/C++

2007-10-26 11:34:37

volatile的用法
  避免编译器优化的用法 转自<海涛的笔记>   _lindwen
  
  
  volatile的本意是“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) dosomething();
  }
  }
  
  /* 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dosomething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dosomething永远也不会被
  调用。如果将将变量加上volatile修饰,则编译器保证对此变量的读写
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
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。
  
  3 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
作,然而对Memory Mapped IO的处理是不能这样优化的。
  
  前面有人说volatile可以保证对内存***作的原子性,这种说法不大准确,其一,x86需要LOCK前缀才能在SMP下保证原子性,其二,RISC根本不能对内存直接运算,要保证原子性得用别的方法,如atomic_inc。
  
  对于jiffies,它已经声明为volatile变量,我认为直接用jiffies++就可以了,没必要用那种复杂的形式,因为那样也不能保证原子性。
  
  你可能不知道在Pentium及后续CPU中,下面两组指令
  
  inc jiffies
  ;;
  mov jiffies, %eax
  inc %eax
  mov %eax, jiffies
  
  作用相同,但一条指令反而不如三条指令快。
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