KEIL里 Volatile的用法
volatile用于防止相关变量被优化。
例如对外部寄存器的读写。对有些外部设备的寄存器来说,读写操作可能都会引发一定硬件操作,但是如果不加volatile,编译器会把这些寄存器作为普通变量处理,例如连续多次的对同一地址写入,会被优化为只有最后一次的写入。实际上,网卡的数据发送,就是按顺序连续往一个同地址写入数据,如果被优化,网卡将不能正常驱动。对于外部寄存器的读写,经常用 XBYTE,其实你看一下XBYTE的原型就知道了,里面也是有个volatile的。
另一个使用场合是中断。如果一个全局变量,在中断函数和普通函数里都用到过,那最好对这个变量加volatile修饰。否则普通函数里,可能会仅从寄存器里读取这个变量以便加快速度,而不去实际地址读取该变量。
很多人对Volatile都不太了解,其实Volatile是由于编译器优化所造成的一个Bug而引入的关键字。
; int b = a; int c = a;
理论上来讲每次使用a的时候都应该从a的地址来读取变量值,但是这存在一个效率问题,就是每次使用a都要去内存中取变量值,然后再通过系统总线传到CPU处理,这样开销会很大。所以那些编译器优化者故作聪明,把a读进CPU的cache里,像上面的代码,假如a在赋值期间没有被改变,就直接从CPU的cache里取a的副本来进行赋值。但是bug也显而易见,当a在赋给b之后,可能a已经被另一个线程改变而重新写回了内存,但这个线程并不知道,依旧按照原来的计划从CPU的cache里读a的副本进来赋值给c,结果不幸发生了。
于是编译器的开发者为了补救这一bug,提供了一个Volatile让开发人员为他们的过失埋单,或者说提供给开发人员了一个选择效率的权利。当变量加上了Volatile时,编译器就老老实实的每次都从内存中读取这个变量值,否则就还按照优化的方案从cache里读。
volatile的本意是一般有两种说法--1.“暂态的”;2.“易变的”。这两种说法都有可行。但是究竟volatile是什么意思,现举例说明(以Keil-c与a51为例,例子来自Keil FQA),看完例子后你应该明白volatile的意思了,如果还不明白,那只好再看一遍了。
例1.
void main (void) { volatile int i; int j; i = ; //1 不被优化 i=1 i = ; //2 不被优化 i=1 i = ; //3 不被优化 i=1 j = ; //4 被优化 j = ; //5 被优化 j = ; //6 j = 3 }
例2:函数:
void func (void) { unsigned char xdata xdata_junk; unsigned char xdata *p = &xdata_junk; unsigned char t1, t2; t1 = *p; t2 = *p; }
编译的汇编为:
7E00 R MOV R6,#HIGH xdata_junk 7F00 R MOV R7,#LOW xdata_junk ;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ---- 8F82 MOV DPL,R7 8E83 MOV DPH,R6 ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 注意 E0 MOVX A,@DPTR F500 R MOV t1,A 000B F500 R MOV t2,A ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! RET
将函数变为:
void func (void) { volatile unsigned char xdata xdata_junk; volatile unsigned char xdata *p = &xdata_junk; unsigned char t1, t2; t1 = *p; t2 = *p; }
编译的汇编为:
7E00 R MOV R6,#HIGH xdata_junk 7F00 R MOV R7,#LOW xdata_junk ;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ---- 8F82 MOV DPL,R7 8E83 MOV DPH,R6 ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! E0 MOVX A,@DPTR F500 R MOV t1,A ;a处 000B E0 MOVX A,@DPTR 000C F500 R MOV t2,A ;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! RET
比较结果可以看出来,未用volatile关键字时,只从*p所指的地址读一次,如在a处*p的内容有变化,则t2得到的则不是真正*p的内容。
例3:
volatile unsigned char bdata var; // use volatile keyword here sbit var_0 = ; sbit var_1 = ; unsigned ]; void main (void) { unsigned char i; ; i < sizeof (values); i++) { var = values[i]; if (var_0) { var_1 = ; // a处 values[i] = var; // without the volatile keyword, the compiler // assumes that 'var' is unmodified and does not // reload the variable content. } } }
在此例中,如在a处到下一句运行前,var如有变化则不会,如var=0xff; 则在values[i] = var;得到的还是values[i] = 1;
应用举例:
例1.
#define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0)
说明:此处不用volatile关键字,可能得不到真正的内容。
例2.
#define TEST_VOLATILE_C //*************************************************************** // verwendete Include Dateien //*************************************************************** #if __C51__ < 600 #error: !! Keil 版本不正确 #endif //*************************************************************** // 函数 void v_IntOccured(void) //*************************************************************** extern void v_IntOccured(void); //*************************************************************** // 变量定义 //*************************************************************** char xdata cValue1; //全局xdata char volatile xdata cValue2; //全局xdata //*************************************************************** // 函数: v_ExtInt0() // 版本: // 参数: // 用途:cValue1++,cValue2++ //*************************************************************** { cValue1++; cValue2++; } //*************************************************************** // 函数: main() // 版本: // 参数: // 用途:测试volatile //*************************************************************** void main() { char cErg; //1. 使cErg=cValue1; cErg = cValue1; //2. 在此处仿真时手动产生中断INT0,使cValue1++; cValue2++ if (cValue1 != cErg) v_IntOccured(); //3. 使cErg=cValue2; cErg = cValue2; //4. 在此处仿真时手动产生中断INT0,使cValue1++; cValue2++ if (cValue2 != cErg) v_IntOccured(); //5. 完成 ); } //*************************************************************** // 函数: v_IntOccured() // 版本: // 参数: // 用途: 死循环 //*************************************************************** void v_IntOccured() { ); }
仿真可以看出,在没有用volatile时,即2处,程序不能进入v_IntOccured(); 但在4处可以进入v_IntOccured();
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