自己在学习单片机时，经常会遇到volatile这个关键字，
#define __O volatile /*!< Defines 'write only' permissions */
#define __IO volatile /*!< Defines 'read / write' permissions */
每次查了明白了，过后又忘记了，因此写篇博客记录一下。
一、首先volatile的意思是“易变的，不稳定的”，目的是防止编译器优化，防止编译器优化什么意思呢？
1.首先我们先来理解什么是编译器优化
我们编写C语言程序然后用编译器进行编译时，编译器会对我们所写的程序中的变量和代码进行一定的优化，用下面例子进行阐述
int main()
{
int valu_1,valu_2,valu_3;
valu_1 = 10;
valu_2 = valu_1;
valu_3 = valu_2;
return 0;
}
上面程序运行的顺序为：
第一步：先把10放到valu_1所指向的空间(地址)中，
第二步：将valu_1所指向的空间中的数据读出来，然后再将读出的数据放到valu_2所指向的 空间中；
第三步：将valu_2所指向的空间中的数据读出来，然后再将读出的数据放到valu_3所指向的 空间中；
然而经过编译器编译优化之后就变成将
int main()
{
int valu_1,valu_2,valu_3;
valu_3 = 10;
return 0;
}
上例有三个变量valu_1，valu_2和valu_3，但是其实是三个相同的变量，并且其它地方并未区分它们三个(所以它们是重复的，可称为“复写”)，编译器会用一个变量替换两个或多个相同的变量，将valu_3“传播”给valu_1和valu_2，只剩下一个变量valu_3，当然，反过来优化后只剩下一个valu_1或valu_2也是可以的。
上面不好理解的话可以按照下面理解，编译器优化后变为
int main()
{
int valu_1,valu_2,valu_3;
valu_1 = 10;
valu_2 = 10;
valu_3 = 10;
return 0;
}
上例程序在正常运行的时候确实是好事，但是总会有一些特殊的情况发生，比如，一个中断程序突然改变了valu_1的值为5，那么可能会发生这样的情况：本来valu_1、valu_2和valu_3应该是valu_1改变以后的值5，可是因为编译器在编译时优化valu_1，valu_2，valu_3都是10，因此即使在别的地方被改变成5，但在主函数中使用valu_1、valu_2和valu_3时，其值还是10而不是5，这样程序就会跑出来我们意想不到的结果。
对于编译器的优化想要深入了解的话，可以参考编译器常用的8种优化方法 - 知乎 (zhihu.com)
二、那么volitale“易变的，不稳定的”应该要怎么理解呢？
volatile 是提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，都要直接从变量地址中读取数据。
对于上述一里面的例子
int main()
{
int valu_1,valu_2,valu_3;
valu_1 = 10;
valu_2 = valu_1;
valu_3 = valu_2;
return 0;
}
如果改为
int main()
{
volatile int valu_1,valu_2,valu_3;
valu_1 = 10;
valu_2 = valu_1;
valu_3 = valu_2;
return 0;
}
再次经过编译之后，因为volatile关键字的作用，编译器不会再对valu_1、valu_2、valu_3进行优化，程序中在任何地方改变了valu_1的值之后，再在主函数中读取valu_1的值的时候，都会从valu_1变量所指向的空间地址中进行读取数据。这样就避免了编译器因为优化暂时从寄存器中取值，避免了valu_1这个变量由别的地方(中断、程序、线程等等)更新成5了，但是在主函数中还是10的现象。
总结：
volatile 关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改。volatile 提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，都会直接从变量地址中读取数据。如 果没有 volatile 关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值，如果这个变量由别的程序更新了的话，将出现不一致的现象。所以遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问该变量的代码就不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。
可是如果你大量使用volatile的话，没有优化，就会降低程序运行的效率。
本来C语言的运行效率就比汇编低了不少，所以说volatile在加的时候要尽量考虑好，因为很多程序运行的时候特别注重效率，需根据实际编程需要，合理使用。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_50654853/article/details/131347078
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