7/01/2013

Немного про volatile

В языках C и C++ есть такое замечательно ключевое слово volatile.
Согласно стандарту языка C, переменная обозначенная типом с квалификатором volatile может быть изменена каким-то неизвестным способом (may be modified in ways, unknown to the implementation).

Допустим у нас есть вот такой код:

int a = 0;


int main (void) {

   while (*(int*)&a == 0)

      /* do smth. */ ;

   return 0;

}


Компилятор, скорее всего во время оптимизации этого кода отбросит все ненужные шаги по инициализации переменной, проверки ее на 0 и т.д., т.к. для него очевидно что это просто бесконечный цикл, и можно сгенерировать следующий код:

00008294<main>:

   8294:   eafffff    b    8294 <main>

Очевидно, что для того, чтобы заставить компилятор сгенерировать код, который бы проверял каждый раз значение переменной a, нужно использовать ключевое слово volatile при объявлении a
volatile int a = 0;


int main (void) {

   while (*(int*)&a == 0)

      /* do smth. */ ;

   return 0;

}


Но если скомпилировать эту программу мы увидим все тот же бесконечный цикл:
00008294<main>:

   8294:   eafffff    b    8294 <main>


Это все происходит из-за того, что при преобразовании в теле цикла к указателю на int, снимается квалификатор типа volatile, и когда мы разыменовываем указатель, то уже имеем переменную типа int, которая и сравнивается с 0.

Поэтому, чтобы добиться желаемого эффекта volatile нужно употребить сразу в двух местах:


volatile int a = 0;


int main (void) {

   while (*(volatile int*)&a == 0)

      /* do smth. */ ;

   return 0;

}


И тогда наконец-то мы получим то, что хотели:

00008294<main>:

         8294:   e59f2010   ldr     r2, [pc, #16]   ; 82ac
      <main+0x18>
         8298:   e5923000        ldr     r3, [r2]
         829c:   e3530000        cmp     r3, #0
         82a0:   0afffffc        beq     8298 <main+0x4>
         82a4:   e3a00000        mov     r0, #0
         82a8:   e12fff1e        bx      lr
         82ac:   000104f4        .word   0x000104f4

1 комментарий:

  1. здоровски! никогда не задумывался как в Си можно volatile снять! Сразу вспомнился Александреску с его потугами в С++ заставить компилятор подсказывать нам проблемы с гонками в многопоточном программировании. У него там все опирается на volatile: данные, которые должны шариться между потоками - они volatile, а в критической секции он снимает volatile при помощи const_cast. cnfnmz http://www.drdobbs.com/cpp/volatile-the-multithreaded-programmers-b/184403766 . Сам еще не пробовал.

    ОтветитьУдалить