C语言 寄存器和易失性有什么区别? 何时使用哪一个? 易失寄存器变量是什么意思?

Question

寄存器和易失性有什么区别？ 何时使用哪一个？ 易失寄存器变量的含义是什么？

register int a; volatile int a;

Answer 1

>volatile表示变量的值可以通过编译器不可见的内容进行更改。这意味着变量必须具有有效的内存表示形式，必须在使用之前读取它，并在更改时存储。

register- 如果可能，变量应存储在寄存器中。寄存器没有地址，因此不能在其上使用运算符&。现在大多数编译器都忽略了，除了非常具体的形式：

AVR GCC 示例：register unsigned char counter asm("r3");

它将变量永久绑定到特定寄存器。它减少了寄存器池，使优化更加困难

注册无符号字符计数器 ASM("R3"(;

例子：

volatile int y;
int x8(volatile int x)  // the x is read as many times as it is used
{
return x * x * x * x * x * x * x * x; 
}
sub     sp, sp, #8
str     r0, [sp, #4]
ldr     r3, [sp, #4]
ldr     r1, [sp, #4]
ldr     r2, [sp, #4]
mul     r3, r1, r3
mul     r3, r2, r3
ldr     r2, [sp, #4]
ldr     r0, [sp, #4]
mul     r3, r2, r3
mul     r3, r0, r3
ldr     r2, [sp, #4]
ldr     r0, [sp, #4]
mul     r3, r2, r3
mul     r3, r0, r3
ldr     r0, [sp, #4]
mul     r0, r3, r0
add     sp, sp, #8
bx      lr

int test(volatile int x) // parameter changed - stored
{
return x++;
}
sub     sp, sp, #8
str     r0, [sp, #4]
ldr     r0, [sp, #4]
add     r3, r0, #1
str     r3, [sp, #4]
add     sp, sp, #8
bx      lr

int test2(void) same as above
{
return y++;
}
ldr     r3, .L6
ldr     r0, [r3]
add     r2, r0, #1
str     r2, [r3]
bx      lr

Answer 2

当变量的修改可以是异步的(例如CPU中的寄存器(时，应始终使用volatile关键字。

例如，您正在使用微控制器，并且在按下按钮时正在等待标志。然后你正在像这样阅读寄存器：

uint8_t* reg = 0x12345678; //Register address
while (*reg & 0x02) { //Read register until 0 = button pressed
}

这很容易失败，因为编译器会检查它一次，稍后会忽略值，你可能会以无限循环结束，或者你甚至没有得到任何东西，因为 CPU 可以缓存reg的值，因为它假设没有人可以修改它指向的值。

如果这样做：

volatile uint8_t* reg = 0x12345678; //Register address
while (*reg & 0x02) { //Read register until 0 = button pressed
}

强制编译器在使用变量内容之前从实际内存中读取指令。在这种情况下没有缓存。

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register关键字只是编译器的提示，它应该将变量放入CPU寄存器，但情况并非总是如此，一些编译器会忽略此关键字。它是实现定义的。