摘要： 本文主要对Arm Compiler 6编译器的volatile 关键字对优化的影响进行介绍。

关键字：Arm Compiler 6、编译器、volatile 、优化

1. volatile关键字的意义

当一个变量使用volatile关键字进行声明时，意味着这个变量是可能随时被外部进行修改的。（例如操作系统、硬件）

使用此声明可以避免在编译器优化时，假设没有被修改或被使用就进行优化处理。

2. volatile关键字的使用

volatile用于可能从定义变量的范围之外修改的变量。

例如，如果程序在某些计算中使用全局变量，编译器会生成代码以将变量的值加载到寄存器中以执行该计算。如果随后在另一个计算使用相同的全局变量，编译器可能会直接使用寄存器的值，而不是从内存重新加载到寄存器。这样操作时因为编译器优化时认为此变量不会被外部修改，但实际上对于内存映射的外设是不正确的。因为此变量可能会被修改，直接使用上次寄存器值就会导致计算错误。

让我们看个实际的例子：

这两个例程都在循环中递增一个计数器，直到状态标志buffer_full为真。buffer_full的状态是随程序流异步改变。

左边的例子没有将变量声明buffer_full为volatile,而右边的进行了声明。

下面显示了两个程序在编译之后再进行反汇编之后的代码。使用的编译命令均为：

armclang --target=arm-arm-none-eabi -march=armv8-a -Os -S

反汇编结果如下表所示：

在不使用volatile声明的例子中，buffer_full没有声明为外部会改变的变量，因此编译器假定它的值不能在程序之外被修改，因此优化时省略了重新加载过程，就变成了一个无限循环。

在使用volatile声明的例子中，编译器假定buffer_full可以在程序外部更改不执行优化。因此buffer_full的值每次重新加载到r2寄存器中。此时生成的汇编代码是正确的。

3. volatile关键字对编译器优化的影响

当变量可能随时被外部进行修改时，如果编译器假定其值不能从定义它的范围之外修改。因此，编译器可能会执行不必要的优化。

这个问题可能有以下两种表现方式：

1）轮询时，代码可能会陷入死循环。

2）可能会导致删除故意延时的代码。

来源：《Arm® Compiler for Embedded User Guide Version 6.18》

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