详细论述：编程中一个很重要的关键字：volatile

By fxw451

大家进入第四堂课后，接下来的课程就是有关中断的，说到中断，大家也许很熟悉，学过51的同学应该比较清楚，中断在我们学习DSP和开发产品设计项目时是个很重要的环节，中断也使得咱们设计的程序按照一定规则（中断优先级），你通过什么才知道中断，才知道那类中断响应，是AD，EV，SPI还是SCI等，这时候你在编程的时候就要用到volatile，这个被变量可能会被意想不到地改变，正好符合咱们中断时的要求。，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。

(本人没有真正做过项目，在项目开发过程中有许多不足之处，这篇文章有好多内容是引用别人的，主要是感觉别人的资料已经很经典了，没必要去修改了)，真诚的希望有经验的人士，共享一下自己的经验和一些没有商业机密的程序，在此感谢你们了。

在DSP开发中，经常需要等待某个事件的触发，所以经常会写出这样的程序： short flag; void test() {

eva();

while(flag==0); evb(); }

这段程序等待内存变量flag的值变为1(怀疑此处是0,有点疑问,)之后才运行evb()。变量flag的值由别的程序更改，这个程序可能是某个硬件中断服务程序。例如：如果某个按钮按下的话，就会对DSP产生中断，在按键中断程序中修改flag为1，这样上面的程序就能够得以继续运行。但是，编译器并不知道flag的值会被别的程序修改，因此在它进行优化的时候，可能会把flag的值先读入某个寄存器，然后等待那个寄存器变为1。如果不幸进行了这样的优化，那么while循环就变成了死循环，因为寄存器的内容不可能被中断服务程序修改。为了让程序每次都读取真正flag变量的值，就需要定义为如下形式：

volatile short flag;

需要注意的是，没有volatile也可能能正常运行，但是可能修改了编译器的优化级别之后就又不能正常运行了。因此经常会出现debug版本正常，但是release版本却不能正常的问题。所以为了安全起见，只要是等待别的程序修改某个变量的话，就加上volatile关键字。

大家看到了例子后基本上也理解了差不多了，请大家耐住性子继续看下去，下面还有更精彩的。

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。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所有这些都要求用到volatile变量。不懂得volatile的内容将会带来灾难。

知道它的重要性了吧！

volatile的本意是“易变的” （以下部分内容引自网络，禁止用于商业目的）

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操作都不会被优化（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。

最后把关于面试到这个方面的问题时，一下实例共享给大家：

假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑是否会是这样），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。

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。

3) 这段代码有点变态。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; }