在我的技术交流群里,经常会看到大家讨论一些“奇怪”的问题,其中有好几次我都发现,是他们全局变量“惹的祸”,问题就是全局变量被优化导致的。
可能初学者不太关心编译器优化的功能,但对于经验丰富的工程师来说,掌握代码优化是必备技能。今天,我们讲述的话题就是关于代码优化中,关键字volatile在优化过程中起到的作用。volatile是一个类型修饰符(type specifier)。 volatile的作用是作为指令关键字,确保本条指令不会因编译器的优化而省略,且要求每次直接读值。volatile变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。
volatile的定义,应该在(读书)学习时都看过无数遍,但我相信绝大部分人都没有深刻理解其中含义。
当你真正编程、开发项目之后,你就会进一步理解其中含义。我们都知道编译器有优化代码的功能,我们常用的集成开发环境(Keil、 IAR等)都有优化选项。
如果不使用关键字 volatile 申明变量,则编译器可能会对变量的访问并生成非预期的代码或删除预期的功能。比如,在STM32代码中:
#define __O volatile
#define __IO volatile
浏览代码,你会发现,很多地方都使用了“__IO”,也就是volatile.在跑系统的项目中,线程间共享的全局变量,建议都加上volatile关键字,这一点,很多人没有在意。如果未将变量用volatile声明,则编译器会假定其值不能在其定义的范围之外进行修改。因此,编译器可能会执行不需要的优化。这可以通过多种方式表现出来:
举个例子,这是我自己写一个延时函数:
void Delay(int Cnt)
{
int i;
while(Cnt--)
{
i++;
for(i=0; i<10; i++);
}
}
同样的代码,你在Keil 和 IAR环境下编译出来的延时时间也可能不一样。
当然,更深入的理解就会牵涉到汇编代码,编译之后的汇编代码会比较直观的呈现差异。