C编译器可以优化由挥发性指针变量指向的值吗？

Question

在这里，指针是挥发性的，而不是指向的值：

int* volatile ptr;

这里指向的值是挥发性的，而不是指针：

volatile int* p;

这两者都是挥发性的：

volatile int* volatile ptr;

在第一种情况下，指针是波动的，编译器可以优化指向指向的值吗？

知道我们也可以同时拥有指针和价值挥发性，这使我认为编译器可以优化只有指针挥发时指向的值。 这是真的吗？ 是否有任何好的应用程序或很好的示例可能需要？

Answer 1

考虑此代码：

int * volatile ptr = SomeAddress;
printf("%d\n", *ptr);
printf("%d\n", *ptr);

编译器无法优化第二个printf使用与第一个printf使用相同的参数。如果ptr更改了，它必须通过访问ptr来重新计算参数。

考虑此代码：

int * volatile ptr = SomeAddress;
int x = *ptr;
printf("%d\n", x);
printf("%d\n", x);

编译器可以优化第二个printf使用与第一个printf的参数，因为它们都使用非挥发性x。 x的值以前是从挥发性指针中得出的事实是无关紧要的。

Answer 2

在第一种情况下，指针是挥发性的，编译器可以优化指向的值？

通过“优化”，我带您意思是避免从主内存中读取。原则上，是的，如果是指向非易失性对象的挥发性指针，则可以完成。必须读取指针值，但是实现可以测试新读值的值，以决定是否需要从内存读取指向对象。

但是，在实践中，这种方法可能比无条件地从内存中进行读取更为昂贵，因此我不希望C实现以这种方式“优化”。

知道我们也可以具有指针和价值的挥发性使我
认为编译器只能在仅当
指针是波动的。这是真的吗？

有点见上文。

是否有任何好的应用程序？
很好的例子可能需要的地方？

挥发性不是抑制优化作为目标本身。它是关于指导编译器的对象的性质和使用，以使实施不会做出错误的假设。

如果指针的存储可能会在程序自己的C语言语义范围之外进行更改，则应将其声明为volatile。如果指针的值可能指向受此类更改的对象，则指向键入的对象应为volatile。如果两者，则两者兼而有之。在实践中，需要一个指针来挥发数据，但需要挥发性指针极为罕见。

Answer 3

在第一种情况下，指针是挥发性的，编译器可以优化指向的值？

从理论上讲，可以例如，如果它可以扣除尖头值与其他一些非合格指针所指向的值相同。

int* b = ...;
int* volatile a = b;
// here `*b` can be optimized regardless of `a`.

实际上，您如何在未知地址中优化某些东西？编译器必须以某种方式知道上次访问的特定地址存储的内容。通过挥发性指针的每个访问都涉及阅读该指针。

同样，不合格的指针不能别名*volatile指针，因为您永远无法假设它们指向相同的地址。

volatile用于指针的大部分是有意义的，如果硬件寄存器又包含另一个寄存器的地址。但是这些极少数情况将是挥发性类型*挥发性风味，或更可能挥发性uint32_t*，然后将其删除以获取整数，而整数又转换了挥发性UINT32_T*如果需要，指针。

我不记得曾经使用type* volatile或挥发性类型* volatile在任何现实世界中如果在任何地方，最有可能遇到这种情况。

Answer 4

考虑此代码：

int test(int * volatile p)
{
   int x = *p;
   int y = *p;
   return x;
}

编译器需要生成读取p 两次的代码，但是它只需要放弃p 计算x。 y是一个死亡值，可以消除，以及计算它所需的解除。

live demo （稍微修改以使跟踪消除更加容易）。