C語言中volatile關鍵字的深入講解

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1. 什麼是volatile關鍵字？

volatile用於聲明一個變量，告訴編譯器該變量值容易發生改變，在編譯、讀取、存儲該變量的時候都不要做任何優化，因此編譯後的程序每次需要存儲或讀取這個變量的時候，都會直接從變量地址中讀取存儲數據，不做優化，在我們做嵌入式開發的時候，該關鍵字作用很大，因為有時變量地址有可能是系統的一個外設地址，他的值的變化並不在程序控制范圍內，隨時有可能變化，因此需要對他進行聲明，每次讀取或者存儲直接對地址進行操作，而不經過其他中間商，下面我以一個例子來分析vilatile的作用：

2. GCC優化等級

在看例子前先瞭解一下GCC的優化概念，通常C語言的編譯器使用的是GCC編譯器，他有個以下幾個等級的優化

  • -O0 ：(默認)：沒有優化。
  • -O或-O1 ：優化，但不要花費太多的時間。
  • -O2 ：更積極地優化
  • -O3 ：最積極地優化
  • -Ofast ：最高級的優化
  • -Os ： 優化代碼大小
  • -Og ：在盡量不幹擾調試的情況下優化

開啟不同的優化等級，程序編譯後的結果就會發生一定的變化，而volatile就是在開啟優化的情況下使用，保護變量不被優化

3.volatile聲明變量測試

我們先寫一段c程序

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    volatile int i=0;
    i=1;
    i=2;
    i=3;
    printf("%d",i);
    return 0;
}

程序創建一個變量i，對i進行三次賦值，使用-O默認優化等級對代碼進行編譯，查看匯編結果，我們可以看到優化後，i=1和i=2被優化，沒有生成之間匯編代碼，直接取最後的值尋址賦值給i

當我們使用Volatile聲明變量後

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    volatile int i=0;
    i=1;
    i=2;
    i=3;
    printf("%d",i);
    return 0;
}

編譯如下，可以看到變量i的每一個賦值都生成瞭匯編代碼，沒有被優化，每次賦值都重新尋址賦值

當我們使用volatile對一個映射到外部寄存器的地址進行聲明後，如果像上面連續賦值來傳數據給外部寄存器，使用volatile聲明就可以保護指令不會被優化，程序實現正常功能，當然除瞭用於對寄存器的保護外，volatile有時也使用在多線程間共享變量的保護，如果不註意，編譯器會認為變量隻在當前函數使用而進行優化，在其他任務中進行的改變就變的無效；如果中斷中改變一個狀態變量給其他函數進行檢測，如果沒有加volatile進行聲明，也可以會因為編譯器的優化而無效，所以大傢在以上三種情況下使用變量時可以結合編譯器的優化等級考慮一下，是不是需要將變量聲明一下volatile關鍵字！！！

總結

到此這篇關於C語言中volatile關鍵字的文章就介紹到這瞭,更多相關C語言volatile關鍵字內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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