================================================= 轉載一 ===========================================================
轉自：http://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/06/24/1764231.html
volatile提醒編譯器它後面所定義的變量隨時都有可能改變，因此編譯後的程序每次需要存儲或讀取這個變量的時候，都會直接從變量地址中讀取數據。如果沒有volatile關鍵字，則編譯器可能優化讀取和存儲，可能暫時使用寄存器中的值，如果這個變量由別的程序更新了的話，將出現不一致的現象。下面舉例說明。在DSP開發中，經常需要等待某個事件的觸發(中斷服務程序觸發)，所以經常會寫出這樣的程序：
short flag;
void test()
{
do1();
while(flag==0);
do2();
}
這段程序等待內存變量flag的值變爲1(懷疑此處是0,有點疑問,)之後才運行do2()。變量flag的值由別的程序更改，這個程序可能是某個硬件中斷服務程序。例如：如果某個按鈕按下的話，就會對DSP產生中斷，在按鍵中斷程序中修改flag爲1，這樣上面的程序就能夠得以繼續運行。但是，編譯器並不知道flag的值會被別的程序修改，因此在它進行優化的時候，可能會把flag的值先讀入某個寄存器，然後等待那個寄存器變爲1。如果不幸進行了這樣的優化，那麼while循環就變成了死循環，因爲寄存器的內容不可能被中斷服務程序修改。爲了讓程序每次都讀取真正flag變量的值，就需要定義爲如下形式：
volatile short flag;
需要注意的是，沒有volatile也可能能正常運行，但是可能修改了編譯器的優化級別之後就又不能正常運行了。因此經常會出現debug版本正常，但是release版本卻不能正常的問題。所以爲了安全起見，只要是等待別的程序修改某個變量的話，就加上volatile關鍵字。
volatile的本意是“易變的”
由於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) do_something();
}
}
/* 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do_something函數，但是，由於編譯器判斷在main函數裏面沒有修改過i，因此可能只執行一次對從i到某寄存器的讀操作，然後每次if判斷都只使用這個寄存器裏面的“i副本”，導致do_something永遠也不會被調用。如果變量加上volatile修飾，則編譯器保證對此變量的讀寫操作都不會被優化（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誌應該加volatile；
3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明，因爲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（相互關聯的幾個標誌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。
二、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裏賦值、在哪裏使用、在哪裏失效，分析結果可以用於常量合併，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 不會在兩個操作之間把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 不做常量合併、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後面沒用到，編譯器常常可以省略那個賦值操作，然而對Memory Mapped IO的處理是不能這樣優化的。
前面有人說volatile可以保證對內存操作的原子性，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。
對於jiffies，它已經聲明爲volatile變量，我認爲直接用jiffies++就可以了，沒必要用那種複雜的形式，因爲那樣也不能保證原子性。
你可能不知道在Pentium及後續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。
三、編譯器優化 → C關鍵字volatile →
memory破壞描述符zz
“memory”比較特殊，可能是內嵌彙編中最難懂部分。爲解釋清楚它，先介紹一下編譯器的優化知識，再看C關鍵字volatile。最後去看該描述符。
1、編譯器優化介紹
內存訪問速度遠不及CPU處理速度，爲提高機器整體性能，在硬件上引入硬件高速緩存Cache，加速對內存的訪問。另外在現代CPU中指令的執行並不一定嚴格按照順序執行，沒有相關性的指令可以亂序執行，以充分利用CPU的指令流水線，提高執行速度。以上是硬件級別的優化。再看軟件一級的優化：一種是在編寫代碼時由程序員優化，另一種是由編譯器進行優化。編譯器優化常用的方法有：將內存變量緩存到寄存器；調整指令順序充分利用CPU指令流水線，常見的是重新排序讀寫指令。對常規內存進行優化的時候，這些優化是透明的，而且效率很好。由編譯器優化或者硬件重新排序引起的問題的解決辦法是在從硬件（或者其他處理器）的角度看必須以特定順序執行的操作之間設置內存屏障（memory
barrier），linux 提供了一個宏解決編譯器的執行順序問題。
void Barrier(void)
這個函數通知編譯器插入一個內存屏障，但對硬件無效，編譯後的代碼會把當前CPU寄存器中的所有修改過的數值存入內存，需要這些數據的時候再重新從內存中讀出。
2、C語言關鍵字volatile
C語言關鍵字volatile（注意它是用來修飾變量而不是上面介紹的__volatile__）表明某個變量的值可能在外部被改變，因此對這些變量的存取不能緩存到寄存器，每次使用時需要重新存取。該關鍵字在多線程環境下經常使用，因爲在編寫多線程的程序時，同一個變量可能被多個線程修改，而程序通過該變量同步各個線程，例如：
DWORD __stdcall threadFunc(LPVOID signal)
{
int* intSignal=reinterpret_cast<int*>(signal);
*intSignal=2;
while(*intSignal!=1)
sleep(1000);
return 0;
}
該線程啓動時將intSignal 置爲2，然後循環等待直到intSignal 爲1 時退出。顯然intSignal的值必須在外部被改變，否則該線程不會退出。但是實際運行的時候該線程卻不會退出，即使在外部將它的值改爲1，看一下對應的僞彙編代碼就明白了：
mov ax,signal
label:
if(ax!=1)
goto label
對於C編譯器來說，它並不知道這個值會被其他線程修改。自然就把它cache在寄存器裏面。記住，C 編譯器是沒有線程概念的！這時候就需要用到volatile。volatile 的本意是指：這個值可能會在當前線程外部被改變。也就是說，我們要在threadFunc中的intSignal前面加上volatile關鍵字，這時候，編譯器知道該變量的值會在外部改變，因此每次訪問該變量時會重新讀取，所作的循環變爲如下面僞碼所示：
label:
mov ax,signal
if(ax!=1)
goto label
3、Memory
有了上面的知識就不難理解Memory修改描述符了，Memory描述符告知GCC：
1）不要將該段內嵌彙編指令與前面的指令重新排序；也就是在執行內嵌彙編代碼之前，它前面的指令都執行完畢
2）不要將變量緩存到寄存器，因爲這段代碼可能會用到內存變量，而這些內存變量會以不可預知的方式發生改變，因此GCC插入必要的代碼先將緩存到寄存器的變量值寫回內存，如果後面又訪問這些變量，需要重新訪問內存。
如果彙編指令修改了內存，但是GCC 本身卻察覺不到，因爲在輸出部分沒有描述，此時就需要在修改描述部分增加“memory”，告訴GCC 內存已經被修改，GCC 得知這個信息後，就會在這段指令之前，插入必要的指令將前面因爲優化Cache 到寄存器中的變量值先寫回內存，如果以後又要使用這些變量再重新讀取。
使用“volatile”也可以達到這個目的，但是我們在每個變量前增加該關鍵字，不如使用“memory”方便。
================================================= 轉載二 ===========================================================
轉自：http://www.cnblogs.com/chio/archive/2007/11/24/970632.html
例如：
volatile int i=10;
int j = i;
...
int k = i;
volatile 告訴編譯器i是隨時可能發生變化的，每次使用它的時候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的可執行碼會重新從i的地址讀取數據放在k中。
而優化做法是，由於編譯器發現兩次從i讀數據的代碼之間的代碼沒有對i進行過操作，它會自動把上次讀的數據放在k中。而不是重新從i裏面讀。這樣以來，如果i是一個寄存器變量或者表示一個端口數據就容易出錯，所以說volatile可以保證對特殊地址的穩定訪問，不會出錯。
/**********************
一個定義爲volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設這個變量的值了。精確地說就是，優化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器裏的備份。下面是volatile變量的幾個例子：
1) 並行設備的硬件寄存器（如：狀態寄存器）
2) 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
3) 多線程應用中被幾個任務共享的變量
回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認爲這是區分C程序員和嵌入式系統程序員的最基本的問題。搞嵌入式的傢伙們經常同硬件、中斷、RTOS等等打交道，所有這些都要求用到volatile變量。不懂得volatile的內容將會帶來災難。假設被面試者正確地回答了這是問題（嗯，懷疑是否會是這樣），我將稍微深究一下，看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1)一個參數既可以是const還可以是volatile嗎？解釋爲什麼。
只讀的狀態寄存器。它是volatile因爲它可能被意想不到地改變。它是const因爲程序不應該試圖去修改它。
2); 一個指針可以是volatile 嗎？解釋爲什麼。
當一箇中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
3); 下面的函數有什麼錯誤：
int square(volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}
下面是答案：
1)是的。一個例子是隻讀的狀態寄存器。它是volatile因爲它可能被意想不到地改變。它是const因爲程序不應該試圖去修改它。
2); 是的。儘管這並不很常見。一個例子是當一箇中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
3) 這段代碼有點變態。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方，但是，由於*ptr指向一個volatile型參數，編譯器將產生類似下面的代碼：
int square(volatile int *ptr)
{
int a,b;
a = *ptr;
b = *ptr;
return a * b;
}
由於*ptr的值可能被意想不到地該變，因此a和b可能是不同的。結果，這段代碼可能返不是你所期望的平方值！
正確的代碼如下：
long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
位操作（Bit manipulation）
//*********************
嵌入式編程中經常用到 volatile這個關鍵字，在網上查了下他的用法可以歸結爲以下兩點：
一：告訴compiler不能做任何優化
比如要往某一地址送兩指令：
int *ip =...; //設備地址
*ip = 1; //第一個指令
*ip = 2; //第二個指令
以上程序compiler可能做優化而成：
int *ip = ...;
*ip = 2;
結果第一個指令丟失。如果用volatile, compiler就不允許做任何的優化，從而保證程序的原意：
volatile int *ip = ...;
*ip = 1;
*ip = 2;
即使你要compiler做優化，它也不會把兩次付值語句間化爲一。它只能做其它的優化。這對device driver程序員很有用。
二：表示用volatile定義的變量會在程序外被改變（隨時都會有不可見的改變，所以要擺脫C的思維轉爲嵌入式思維）,每次都必須從內存中讀取，而不能把他放在cache或寄存器中重複使用。
如 volatile char a;
a=0;
while(!a){
//do some things;
}
doother();
如果沒有 volatile doother()不會被執行