2018年12月18日 | keil里中断服务函数设置标志位时加volatile

在中断服务函数中，如果设置标志位，然后其他函数判断标志位，需要设置全局变量来实现。全局变量的声明中需要添加修饰符volatile，防止编译器对变量进行优化，导致程序出错。

下面是volatile的用法说明：

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 a = 10; 

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;    //1    不被优化 i=1

      i = 2;    //2    不被优化 i=1

      i = 3;    //3    不被优化 i=1

      j = 1;    //4    被优化

      j = 2;    //5    被优化

      j = 3;    //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：

0000 7E00      R       MOV       R6,#HIGH xdata_junk

0002 7F00      R       MOV       R7,#LOW xdata_junk

;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ----

0004 8F82              MOV       DPL,R7

0006 8E83              MOV       DPH,R6

;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 注意

0008 E0                MOVX      A,@DPTR

0009 F500      R       MOV       t1,A

000B F500      R       MOV       t2,A

;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

000D 22                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：

0000 7E00      R       MOV       R6,#HIGH xdata_junk

0002 7F00      R       MOV       R7,#LOW xdata_junk

;---- Variable 'p' assigned to Register 'R6/R7' ----

0004 8F82              MOV       DPL,R7

0006 8E83              MOV       DPH,R6

;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

0008 E0                MOVX      A,@DPTR

0009 F500      R       MOV       t1,A          ;a处

000B E0                MOVX      A,@DPTR

000C F500      R       MOV       t2,A

;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

000E 22                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 = var^0;

sbit var_1 = var^1;

unsigned char xdata values[10];

void main (void)    

{

    unsigned char i;

    for (i = 0; i < sizeof (values); i++)    

    {

        var = values[i];

        if (var_0)    

        {

            var_1 = 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++

//***************************************************************

void v_ExtInt0(void) interrupt 0 

{

    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

    while (1);

}

//***************************************************************

// 函数： v_IntOccured()

// 版本：

// 参数：

// 用途： 死循环

//***************************************************************

void v_IntOccured() 

{

    while(1);

} 

　　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();