和 const 不同(关于 const 可以看 const 小节),当一个变量声明为 volatile,说明这个变量会被意想不到的改变。最为典型的就是 I/O 的输入寄存器了,因为这个变量的值和外部电平有关系,一旦外部电平发生了变化,那么这个变量也就跟着变。当然还有其它寄存器也是如此,比如各种状态寄存器、定时计数器等,他们的改变是靠硬件来改变的,你的程序只能读取数据,所以一定要申明为 volatile 才行,这样当你的优化级别提高的时候,你的程序也就能保证不会因为过度优化而出现问题。
那么申明为 volatile 的变量对编译器有什么影响呢?我们知道编译器是有优化功能的,很多时候,有些变量的值在运行过程可能是不变的,如果每次访问这个变量都要从原来的内存获得变量值,那是很浪费时间的,如果你让你的的编译器不做优化,那么它每次访问这个变量都会从内存读出数据,这样不仅效率不高,代码量也会比较大,而一旦进行优化了,编译器就会把它认为不变的量保存在内部寄存器中,每次访问这个变量的时候就访问这个寄存器就可以了,这样运行效率将大大提高。所以一般写代码的时候都会有两个版本,一个是 Debug 版本,一个是 Release 版本。 Debug 版本和 Release 版本其中的一个区别就是优化级别的不同,当然他们的不同不仅仅表现在这两个方面。
首先来看看两个不同优化等级的情况下的代码情况吧:
可以看到效果还是很明显的。
首先是 Code 减少了 24.1%,RO-data 不变,RW-data 减小了 8,这是因为我在程序中申明了两个指针在程序中并没有使用,所以被优化掉了。
就是这两货占用了 8 个字节空间,现在因为优化等级提高,被优化掉了。然后 ZI-data 保持不变。
这样看来,优化效果还是很明显的。但是代码运行会不会出问题,很大程度上就是 volatile 的问题了。
现在看看库函数的 GPIO 结构体声明:
可以看到每个寄存器声明都是 __IO,而 __IO 最终可以看到就是 volatile:
所以每次编译器碰到申明为 volatile 的变量就不敢用寄存器中的备份了,而是从原来的内存中访问数据。
|