如何解决编译器可以通过指向易失性的指针优化存储吗?
写入 volatile 变量在 C++ 中以某种方式副作用,通常不能在 as-if 规则下优化。在实践中,这通常意味着在检查程序集时,您会看到抽象机1 为每个易失性存储提供一个存储。
但是,我不清楚是否必须在以下情况下执行存储,其中底层对象不是 volatile,但存储是通过指向 volatile 的指针完成的:
void vtest() {
int buf[1];
volatile int * vptr = buf;
*vptr = 0;
*vptr = 1;
*vptr = 2;
}
这里,gcc does in fact优化了所有的商店。叮当没有。奇怪的是,该行为取决于缓冲区大小:使用 buf[3]
gcc 发出存储,但使用 buf[4]
则不会,依此类推。
gcc 在这里的行为是否合法?
[1] 有一些小的变化,例如,一些编译器将在 x86 上使用单个读取-修改-写入指令来实现类似 v++
之类的东西,其中 v
是可变的)。
解决方法
虽然对于 C 和 C++ 标准来说,识别 volatile 加载和存储具有特定语义的实现类别,并通过预定义的宏、内在函数或其他类似方式报告特定实现正在使用的语义,这将是有用的,但两者都不是实现目前是这样做的。给定一个循环:
void hang_if_nonzero(int mode)
{
int i = 1;
do { +*(volatile int*)0x1234; } while(mode);
}
如果 mode 为非零,则需要编译器生成阻止程序执行的代码,因为 volatile
读取被定义作为其本身的副作用,无论是否有任何方法可以区分执行它的效果与跳过它的效果。然而,不要求编译器实际为易失性访问生成任何加载指令。如果编译器指定它仅用于读取地址 0x1234 的效果与跳过读取的效果无法区分的硬件平台,则允许跳过读取。
在获取对象地址的情况下,编译器可以考虑使用地址的所有方式并且代码从不检查地址的表示,编译器将不需要分配“正常”可寻址存储但可以随意分配一个寄存器或其他形式的存储,这些存储不会通过正常的加载和存储访问。它甚至可以假装分配存储而不实际这样做,如果它可以告诉访问时对象将包含什么值。如果例如一个程序要做如下事情:
int test(int mode)
{
int a[2] = {1,2};
int *p = a;
return p[mode & 1] + p[mode & 1];
}
编译器实际上不需要为 a
分配任何存储空间,而是可以在空闲时生成等效于 return (1+(mode & 1)) << 1;
的代码。即使 p
被声明为 int volatile *p = a;
,编译器也不需要为 a
分配可寻址的存储空间,因为编译器仍然可以通过指向 {{ 1}},因此没有义务将 a
保存在可寻址存储中。因此,编译器可以将读取 a
视为等效于评估表达式 a[mode & 1]
。如果读取是通过 volatile 指针完成的,则需要将其视为副作用,以确定是否可以省略循环,但不要求读取本身实际执行任何操作。
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 dio@foxmail.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。