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一、volatile关键字的作用 使用volatile关键… 在CPU处理过程中需要将内存中的数据载入到寄存器中才能计算所以可能涉及到一个问题如果内存中的数据被更改了但是寄存器还是使用的旧数据这样就会造成数据的不同步。
一、volatile关键字的作用 使用volatile关键字定义变量就是告诉编译系统这个变量可能会被意想不到的被改变。编译器就不会对变量进行代码优化。编译器在编译代码时优化器每次遇到这个变量都会从内存中重新读取内容而不会使用保存在寄存器里的备份内容。 二、使用volatile的场景
在中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量(非auto)通常需要定义为volatile 中断服务可能会频繁进入当变量被加载到寄存器中马上就要被使用时这时又来了一个中断修改了内存中的变量如果不加volatile被使用的变量就是寄存器中保存的也即修改之前的。
在多任务环境下各任务间共享的标志通常也需要定义为volatile 这个情形同中断可能会使数据不同步。
存储器映射的硬件寄存器通常也需要定义为volatile因为每次对它的读写都可能有不同意义 这个情形也类似两种存储器的数据被转移到了硬件寄存器这时存储器的数据被更改了但是程序还可能使用的是硬件寄存器中的数据这也是数据不同步。 在stm32中内存被映射到各种外设上外设有自己的寄存器组比如GPIO寄存器组
typedef struct
{__IO uint32_t CRL;__IO uint32_t CRH;__IO uint32_t IDR;__IO uint32_t ODR;__IO uint32_t BSRR;__IO uint32_t BRR;__IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;#define __IO volatile
可以看到寄存器都使用了__IO进行修饰而__IO就是根据volatile定义的一个宏。
三、案例
1、逻辑分析仪
在使用keil 5分析变量的波形时变量循环从1-0-1,但是波形一直是处理于低没有起伏。
uint32_t flag1;void delay( uint32_t count )
{for (; count!0; count--);
}int main(void) {while(1) {flag1 1;delay( 1000 );flag1 0;delay( 1000 );}
}分析结果如下所示 在flag1用volatile修饰之后波形如下所示 2、 硬件寄存器
在直接操作寄存器进行输出时,比如引脚拉到了LED上LED另一端接高电平引脚输出0是会点亮当ODR不使用volatile修饰时下面的操作编译器优化之后可能就只有
GPIOB-ODR 0x00000001 这一句代码了那么灯是不会亮的但是实际上灯会闪烁的因为ODR就是用volatile修饰的。
GPIOB-ODR 0x00000001;
delay(100);
GPIOB-ODR 0x00000000;
delay(100);
GPIOB-ODR 0x00000001;
四、面试
volatile 常见的几个面试题
1、一个参数既可以是const还可以是volatile吗 可以针对的角度不同可以这样理解
const 告诉程序员 这是一个常量不要更改它在尝试更改时编译器会报错
volatile告诉编译器不要对变量做任何优化直接从内存中读取内容。
2、一个指针可以是volatile 吗 可以指针和普通变量一样有时也有变化程序的不可控性比如一个中服务子程序修改一个指向buffer的指针时即从一个buffer指向另一个buffer如果不加volatile面临的问题如同 二、使用volatile的场景 中的一样。
3、下面的函数有什么错误
int square(volatile int*ptr)
{return*ptr * *ptr;
}
该程序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 *ptr;return a * a;
}
- 注意频繁地使用volatile很可能会增加代码尺寸和降低性能,因此要合理的使用volatile
