避免編譯器優化的用法 轉自<海濤的筆記>?? _lindwen
volatile的本意是“易變的”
由于訪問寄存器的速度要快過RAM,所以編譯器一般都會作減少存取外部RAM的優化。比如:
static int i=0;
int main(void)
{
...
while (1)
{
if (i) dosomething();
}
}
/* Interrupt service routine. */
void ISR_2(void)
{
i=1;
}
程序的本意是希望ISR_2中斷產生時,在main當中調用dosomething函數,但是,由于編譯器判斷在main函數里面沒有修改過i,因此
可能只執行一次對從i到某寄存器的讀***作,然后每次if判斷都只使用這個寄存器里面的“i副本”,導致dosomething永遠也不會被
調用。如果將將變量加上volatile修飾,則編譯器保證對此變量的讀寫***作都不會被優化(肯定執行)。此例中i也應該如此說明。
一般說來,volatile用在如下的幾個地方:
1、中斷服務程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile;
2、多任務環境下各任務間共享的標志應該加volatile;
3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明,因為每次對它的讀寫都可能由不同意義;
另外,以上這幾種情況經常還要同時考慮數據的完整性(相互關聯的幾個標志讀了一半被打斷了重寫),在1中可以通過關中斷來實
現,2中可以禁止任務調度,3中則只能依靠硬件的良好設計了。
volatile 的含義
volatile總是與優化有關,編譯器有一種技術叫做數據流分析,分析程序中的變量在哪里賦值、在哪里使用、在哪里失效,分析結果可以用于常量合并,常量傳播等優化,進一步可以死代碼消除。但有時這些優化不是程序所需要的,這時可以用volatile關鍵字禁止做這些優化,volatile的字面含義是易變的,它有下面的作用:
1 不會在兩個***作之間把volatile變量緩存在寄存器中。在多任務、中斷、甚至setjmp環境下,變量可能被其他的程序改變,編譯器 自己無法知道,volatile就是告訴編譯器這種情況。
2 不做常量合并、常量傳播等優化,所以像下面的代碼:
volatile int i = 1;
if (i > 0) ...
if的條件不會當作無條件真。
3 對volatile變量的讀寫不會被優化掉。如果你對一個變量賦值但后面沒用到,編譯器常常可以省略那個賦值***作,然而對Memory Mapped IO的處理是不能這樣優化的。
前面有人說volatile可以保證對內存***作的原子性,這種說法不大準確,其一,x86需要LOCK前綴才能在SMP下保證原子性,其二,RISC根本不能對內存直接運算,要保證原子性得用別的方法,如atomic_inc。
對于jiffies,它已經聲明為volatile變量,我認為直接用jiffies++就可以了,沒必要用那種復雜的形式,因為那樣也不能保證原子性。
你可能不知道在Pentium及后續CPU中,下面兩組指令
inc jiffies
;;
mov jiffies, %eax
inc %eax
mov %eax, jiffies
作用相同,但一條指令反而不如三條指令快。