volatile与restrict
一、类型限定词volatile volatile int locl;
volatile int *ploc; 你可能会奇怪为什么ANSI觉得有必要把volatile作为一个关键字。 val1 = x;
/* 一些不使用x的代码 */ val2 = x; 一个聪明的编译器可能注意到你使用了两次x,而没有改变它的值。那么,它有可能把x临时存储在一个寄存器中。 化代码。 volatile const int loc;
const volatile int *ploc; 二、类型限定词restrict int ar[10];
int * par = ar; int * restrict restar = (int *)malloc (10 * sizeof (int)); 注意,指针restar是访问由malloc ()分配的内存的唯一且初始的方式。 for (n = 0; n < 10; n++)
{ par[n] += 5; restar[n] += 5; ar[n] *= 2; par[n] += 3; restar[n] += 3; } 知道了restar是放问它所指向数据块的唯一初始化方式,编译器就可以用具有同样效果的一条语句来代替包含restar的 两个语句。 resatr [n] += 8;
然而,编译器将两个包含par的语句精简为一个语句将导致计算错误。 par[n] +=8;
原因是ar[n] *= 2;这条语句在par[n] += 3之前已经改变了par指针所指向数据的值。 restrict的作用:帮助编译器确定使指针进行数值计算时,是否可以进行优化。 voie * memcpy (void * restrict s1, const void * restrict s2, size_t n);
关键字restrict有两个读者。
1).volatile 影响编译器编译的结果,指出,volatile 变量是随时可能发生变化的,每次使用时都需要去内存里重新读取它的值,与volatile变量有关的运算,不要进行编译优化,以免出错,(VC++ 在产生release版可执行码时会进行编译优化,加volatile关键字的变量有关的运算,将不进行编译优化。)。 例如:
volatile int i=10;
int j = i;
...
int k = i;
volatile 告诉编译器i是随时可能发生变化的,每次使用它的时候必须从i的地址中读取,因而编译器生成的可执行码会重新从i的地址读取数据放在k中。 而优化做法是,由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作,它会自动把上次读的数据放在k中。而不是重新从i里面读。这样一来,如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错,所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问,不会出错。
建议使用volatile变量的场所:
(1) 并行设备的硬件寄存器
(2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(全局变量)
(3) 多线程应用中被几个任务共享的变量
2).volatile和__volatile__:
a. volatile是C语言定义的关键字,gcc为了需要又定义了__volatile__,它和 volatile表达的是同一意思。 b. volatile的本意是"易变的",由于访问寄存器的速度快于访存,所以编译器一般 都会作优化以减少访存。如果变量加上volatile修饰,则编译器就不会对此变量 的读写操作进行优化,即不通过寄存器缓冲而直接访存。 c. __asm__ __volatile__一起指示编译器不要改动优化后面的汇编语句。 3).sig_atomic_t:
当把变量声明为该类型是,则会保证该变量在使用或赋值时, 无论是在32位还是64位的机器上都能保证操作是原子的, 它会根据机器的类型自动适应。
今天看源代码时,看到sig_atomic_t这个类型,平时用得较少,平时一般是用int类型来代替。
这个类型是定义在signal.h文件中。下面来说说这个类型。
在处理信号(signal)的时候,有时对于一些变量的访问希望不会被中断,无论是硬件中 断还是软件中断,这就要求访问或改变这些变量需要在计算机的一条指令内完成。通常情况下,int类型的变量通常是原子访问的,也可以认为 sig_atomic_t就是int类型的数据,因为对这些变量要求一条指令完成,所以sig_atomic_t不可能是结构体,只会是数字类型。
在linux里这样定义:
typedef int __sig_atomic_t;
另外gnu c的文档也说比int短的类型通常也是具有原子性的,例如short类型。同时,指针(地址)类型也一定是原子性的。 该类型在所有gnu c库支持的系统和支持posix的系统中都有定义。
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