Question

考虑以下代码示例：

int main(void)
{
  volatile int a;
  static volatile int b;

  volatile int c;
  c = 20;
  static volatile int d;
  d = 30;

  volatile int e = 40;
  static volatile int f = 50;

  return 0;
}

如果没有volatile，编译器可以优化掉所有变量，因为它们永远不会被读取。

我认为a和b可以被优化掉，因为它们完全未被使用，请参阅unused volatile variable。

我认为c和d因为被写入而无法删除，并且必须实际发生对volatile变量的写入。 e应相当于c。

GCC不会优化远离f，但它也不会发出任何写入指令。在数据部分中设置50。 LLVM（clang）完全删除f。

这些陈述是真的吗？

如果从未访问过易失变量，则可以将其优化掉。
静态或全局变量的初始化不计为访问。

Answer 1

写入volatile变量（甚至是自动变量）计为可观察行为。

C11（N1570）5.1.2.3/6：

符合实施的最低要求是：

- 严格按照摘要规则评估对易失性对象的访问   机。

- 程序终止时，写入文件的所有数据应与结果相同   根据抽象语义执行程序会产生。

- 交互设备的输入和输出动态应按照规定进行   7.21.3。这些要求的目的是无缓冲或行缓冲输出   尽快出现，以确保提示消息实际出现在之前   等待输入的程序。

这是该计划的可观察行为。

问题是：初始化（e，f）是否计入＆＃34;访问＆＃34;？正如Sander de Dycker所指出的，6.7.3说：

对具有volatile限定类型的对象的访问构成是实现定义的。

这意味着它可以由编译器决定是否可以优化e和f - 但这必须记录在案！

Answer 2

严格地说，根据C标准，无法优化访问（读取或写入）的任何易失性变量。标准表示对volatile对象的访问可能具有未知的副作用，并且对volatile对象的访问必须遵循C抽象机器的规则（其中所有表达式都按其语义指定进行评估）。

从强大的标准（强调我的）：

（C11,6.7.3p7）＆＃34;具有volatile限定类型的对象可能会以未知的方式进行修改实施或有其他未知的副作用。因此任何表达引用对这样的对象应严格按照抽象机的规则进行评估，如5.1.2.3。＆＃34;
中所述

接下来，即使简单的变量初始化也应被视为访问。请记住，static说明符也会导致对象被初始化（到0）并因此被访问。

现在已知编译器对volatile限定符的行为有所不同，我猜他们中的很多只会优化示例程序的大多数volatile对象，除了那些具有显式赋值（=）的对象。

什么时候可以完全优化易失性变量？

2 个答案: