關(guān)于全局變量被修改以及volatile的用法

.....

unsigned char num=0;

.....

INTERRUPT()

{

....

num++;

....

}

void main()

{

out(num);

}

很不幸的事情是在主函數(shù)中，num一直都不會(huì)變，編譯器avrstdio,外部中斷。

調(diào)試中發(fā)現(xiàn)中斷時(shí)可以進(jìn)去的，然而中斷出來(lái)以后，這個(gè)全局變量就被改變了，后來(lái)加了volitale就可以了。。

下面說(shuō)說(shuō)volatile的具體用法（以下內(nèi)容都是摘抄）：

volatile的字面意思為“不穩(wěn)定的，易變的”

volatile關(guān)鍵字是一種類(lèi)型修飾符，用它聲明的類(lèi)型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改。

用volatile關(guān)鍵字聲明的變量i每一次被訪問(wèn)時(shí)，執(zhí)行部件都會(huì)從i相應(yīng)的內(nèi)存單元中取出i的值。

沒(méi)有用volatile關(guān)鍵字聲明的變量i在被訪問(wèn)的時(shí)候可能直接從cpu的寄存器中取值（因?yàn)橹癷被訪問(wèn)過(guò)，也就是說(shuō)之前就從內(nèi)存中取出i的值保存到某個(gè)寄存器中），之所以直接從寄存器中取值，而不去內(nèi)存中取值，是因?yàn)榫幾g器優(yōu)化代碼的結(jié)果（訪問(wèn)cpu寄存器比訪問(wèn)ram快的多）。

以上兩種情況的區(qū)別在于被編譯成匯編代碼之后，兩者是不一樣的。之所以這樣做是因?yàn)樽兞縤可能會(huì)經(jīng)常變化，保證對(duì)特殊地址的穩(wěn)定訪問(wèn)。

volatile關(guān)鍵字是一種類(lèi)型修飾符，用它聲明的類(lèi)型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如：操作系統(tǒng)、硬件或者其它線程等。遇到這個(gè)關(guān)鍵字聲明的變量，編譯器對(duì)訪問(wèn)該變量的代碼就不再進(jìn)行優(yōu)化，從而可以提供對(duì)特殊地址的穩(wěn)定訪問(wèn)。

使用該關(guān)鍵字的例子如下：
volatile int i;
當(dāng)要求使用volatile聲明的變量的值的時(shí)候，系統(tǒng)總是重新從它所在的內(nèi)存地址讀取數(shù)據(jù)，即使它前面的指令剛剛從該處讀取過(guò)數(shù)據(jù)，而且讀取的數(shù)據(jù)立刻被保存。

例如：
volatile int i = 10;
int a = i;
...
//其他代碼，并未明確告訴編譯器，對(duì)i進(jìn)行過(guò)操作
int b = i;

volatile指出i是隨時(shí)可能發(fā)生變化的，每次使用它的時(shí)候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的匯編代碼會(huì)重新從i的地址讀取數(shù)據(jù)放在b中。而優(yōu)化的做法是，由于編譯器發(fā)現(xiàn)兩次從i讀數(shù)據(jù)的代碼之間的代碼沒(méi)有對(duì)i進(jìn)行過(guò)操作，它會(huì)自動(dòng)把上次讀的數(shù)據(jù)放在b中，而不是重新從i的地址中讀取。這樣一來(lái)，如果i是一個(gè)寄存器變量或者表示一個(gè)端口數(shù)據(jù)就容易出錯(cuò)，所以說(shuō)volatile可以保證對(duì)特殊地址的穩(wěn)定訪問(wèn)。

注意，在VC6中，一般調(diào)試模式?jīng)]有進(jìn)行代碼優(yōu)化，所以這個(gè)關(guān)鍵字的作用看不出來(lái)。下面通過(guò)插入?yún)R編代碼，測(cè)試有無(wú)volatile關(guān)鍵字，對(duì)程序最終代碼的影響：

首先，用classwizard建一個(gè)win32 console工程，插入一個(gè)voltest.cpp文件，輸入下面的代碼：
　
＃include

void main() {
int i = 10;
int a = i;
printf("i = %d", a);
// 下面匯編語(yǔ)句的作用就是改變內(nèi)存中i的值，但是又不讓編譯器知道
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
}

int b = i;
printf("i = %d", b);
}

然后，在調(diào)試版本模式運(yùn)行程序，輸出結(jié)果如下：
i = 10
i = 32

然后，在release版本模式運(yùn)行程序，輸出結(jié)果如下：
i = 10
i = 10

輸出的結(jié)果明顯表明，release模式下，編譯器對(duì)代碼進(jìn)行了優(yōu)化，第二次沒(méi)有輸出正確的i值。

下面，我們把i的聲明加上volatile關(guān)鍵字，看看有什么變化：

＃include

void main() {
volatile int i = 10;
int a = i;
printf("i = %d", a);
// 下面匯編語(yǔ)句的作用就是改變內(nèi)存中i的值，但是又不讓編譯器知道
__asm {
mov dword ptr [ebp-4], 20h
}

int b = i;
printf("i = %d", b);
}

分別在調(diào)試版本和release版本運(yùn)行程序，輸出都是：
i = 10
i = 32

這說(shuō)明這個(gè)關(guān)鍵字發(fā)揮了它的作用！

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將一個(gè)變量說(shuō)明為volatile表示這個(gè)變量是“易變的”。如果一個(gè)變量會(huì)被其它引用改變，或在其它并行的任務(wù)中會(huì)被改變（例如中斷服務(wù)程序），都要顯式地說(shuō)明為“volatile”，否則在編譯器優(yōu)化階段會(huì)作出錯(cuò)誤的判斷，例如將這個(gè)變量讀入寄存器以后，在沒(méi)有對(duì)這個(gè)變量賦值以前，會(huì)一直使用寄存器中的值，而實(shí)際上這個(gè)變量的值可能已經(jīng)被一個(gè)指針引用改變了，或者是在中斷服務(wù)程序中被改變了，下面這個(gè)例子說(shuō)明了這種錯(cuò)誤：

有一個(gè)變量T，在定時(shí)中斷中每隔一個(gè)固定時(shí)間減一，然后在主程序中等待它減到0。

unsigned char T;
void T0_int(void) interrupt 1 {
...
T--;
...
}

void main(void)
{
...
T=10;
while (T!=0);
...
}

正確的寫(xiě)法應(yīng)該是將第一句改為：
volatile unsigned char T;

從上面這個(gè)例子中很不幸的看到，在中斷中改變的這個(gè)數(shù)值如果不申請(qǐng)成volatile的話，被優(yōu)化以后就麻煩了。。。

這個(gè)在嵌入式環(huán)境中尤其重要。。好吧。。難。。以后要注意一下~~~~~

2011.5.26新加：

例子：串口通過(guò)中斷接受一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，然后在中斷中把這個(gè)數(shù)據(jù)存到一個(gè)緩沖區(qū)中，等待使用。當(dāng)主程序中需要讀出數(shù)據(jù)時(shí)，就去讀緩沖區(qū)。此時(shí)緩沖區(qū)的聲明應(yīng)該是

volitale unsigned char rxbuf[SIZE]; 需要將關(guān)鍵字加上，否則緩沖區(qū)中讀出的數(shù)據(jù)可能不會(huì)對(duì)，第一個(gè)字節(jié)來(lái)的時(shí)候，再加一個(gè)延時(shí)，等待數(shù)據(jù)完成即可。