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分类: C/C++

2008-02-29 16:41:04

    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volatile可以保证对特殊地址的稳定访问。

××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

关键字volatile有什么含意?并给出三个不同的例子。

    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。(也就是说,const指定了我们的程序代码中是不可以改变这个变量的,但是volatile指出,可以是由于硬件的原因,在代码意外更改这个值,但是我们的代码同时会更新使用这个最新的数值)
    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。(把指针声明为volatile的类型,可以保证指针所指向的地址随时发生变化)
    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;
     }

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