關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一直都不會變，編譯器avrstdio,外部中斷。

調試中發(fā)現(xiàn)中斷時可以進去的，然而中斷出來以后，這個全局變量就被改變了，后來加了volitale就可以了。。

下面說說volatile的具體用法（以下內容都是摘抄）：

volatile的字面意思為“不穩(wěn)定的，易變的”

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

用volatile關鍵字聲明的變量i每一次被訪問時，執(zhí)行部件都會從i相應的內存單元中取出i的值。

沒有用volatile關鍵字聲明的變量i在被訪問的時候可能直接從cpu的寄存器中取值（因為之前i被訪問過，也就是說之前就從內存中取出i的值保存到某個寄存器中），之所以直接從寄存器中取值，而不去內存中取值，是因為編譯器優(yōu)化代碼的結果（訪問cpu寄存器比訪問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。之所以這樣做是因為變量i可能會經常變化，保證對特殊地址的穩(wěn)定訪問。

volatile關鍵字是一種類型修飾符，用它聲明的類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。遇到這個關鍵字聲明的變量，編譯器對訪問該變量的代碼就不再進行優(yōu)化，從而可以提供對特殊地址的穩(wěn)定訪問。

使用該關鍵字的例子如下：
volatile int i;
當要求使用volatile聲明的變量的值的時候，系統(tǒng)總是重新從它所在的內存地址讀取數(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i進行過操作
int b = i;

volatile指出i是隨時可能發(fā)生變化的，每次使用它的時候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的匯編代碼會重新從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有對i進行過操作，它會自動把上次讀的數(shù)據(jù)放在b中，而不是重新從i的地址中讀取。這樣一來，如果i是一個寄存器變量或者表示一個端口數(shù)據(jù)就容易出錯，所以說volatile可以保證對特殊地址的穩(wěn)定訪問。

注意，在VC6中，一般調試模式沒有進行代碼優(yōu)化，所以這個關鍵字的作用看不出來。下面通過插入?yún)R編代碼，測試有無volatile關鍵字，對程序最終代碼的影響：

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

void main() {
int i = 10;
int a = i;
printf("i = %d", a);
// 下面匯編語句的作用就是改變內存中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，在調試版本模式運行程序，輸出結果如下：
i = 10
i = 32

然后，在release版本模式運行程序，輸出結果如下：
i = 10
i = 10

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

下面，我們把i的聲明加上volatile關鍵字，看看有什么變化：

＃include

void main() {
volatile int i = 10;
int a = i;
printf("i = %d", a);
// 下面匯編語句的作用就是改變內存中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);
}

分別在調試版本和release版本運行程序，輸出都是：
i = 10
i = 32

這說明這個關鍵字發(fā)揮了它的作用！

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

將一個變量說明為volatile表示這個變量是“易變的”。如果一個變量會被其它引用改變，或在其它并行的任務中會被改變（例如中斷服務程序），都要顯式地說明為“volatile”，否則在編譯器優(yōu)化階段會作出錯誤的判斷，例如將這個變量讀入寄存器以后，在沒有對這個變量賦值以前，會一直使用寄存器中的值，而實際上這個變量的值可能已經被一個指針引用改變了，或者是在中斷服務程序中被改變了，下面這個例子說明了這種錯誤：

有一個變量T，在定時中斷中每隔一個固定時間減一，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);
...
}

正確的寫法應該是將第一句改為：
volatile unsigned char T;

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

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

2011.5.26新加：

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

volitale unsigned char rxbuf[SIZE]; 需要將關鍵字加上，否則緩沖區(qū)中讀出的數(shù)據(jù)可能不會對，第一個字節(jié)來的時候，再加一個延時，等待數(shù)據(jù)完成即可。