Erreur de compilation C++ : impossible d'appeler une fonction membre convertie à partir d'un type volatile, comment y faire face ?

C++ est un langage fortement typé qui limite strictement la conversion de type des variables. Cependant, dans certains cas, nous pouvons avoir besoin d'effectuer une conversion de type sur des objets de type volatil. Surtout dans le développement embarqué, nous avons souvent besoin d'accéder à des registres matériels. généralement de type volatil. Cependant, étant donné que les objets de type volatil ont une sémantique spéciale, le compilateur C++ leur imposera certaines restrictions spéciales, ce qui entraînera l'erreur « Impossible d'appeler les fonctions membres converties à partir de types volatils ». Cet article expliquera la cause de cette erreur et comment y remédier.

Tout d’abord, regardons la sémantique des types volatils. En C++, le rôle du mot clé volatile est d'indiquer au compilateur que la valeur de cette variable peut être modifiée en dehors du programme, le compilateur ne peut donc pas l'optimiser et doit s'assurer que sa valeur est relue à chaque accès. Plus précisément, les objets volatiles ont les caractéristiques suivantes :

• La valeur d'un objet volatile peut être modifiée en dehors du programme, comme des interruptions matérielles, du multi-threading, etc.
• Chaque fois qu'un objet volatile est accédé, sa valeur doit être relue et la valeur mise en cache dans le registre ne peut pas être utilisée directement.
• L'accès aux objets volatils ne peut pas être réorganisé ou optimisé et doit être effectué dans l'ordre indiqué dans le programme.

Dans le cadre de cette sémantique, nous pouvons utiliser des objets de type volatil pour représenter les registres matériels. Il convient de noter que les objets de type volatil ne peuvent pas être convertis vers et depuis des objets de type non volatils, car cela détruirait leur sémantique spéciale. Par exemple, le code suivant est erroné :

int x = 0;
volatile int &y = x;   // 复制x的地址，但y是volatile类型

x = 1;  // OK，修改x的值
y = 2;  // OK，修改x的值，但要重新读取其值
int z = y;  // 错误，不能读取volatile对象的值
int &u = y;  // 错误，不能将volatile类型的引用转换为非volatile类型

Dans le code ci-dessus, nous essayons de convertir la variable non volatile x en la référence volatile y, ce qui est faux. Bien qu'en faisant cela nous puissions modifier la valeur de x via y et relire sa valeur à chaque modification, nous ne pouvons pas lire la valeur de y comme un entier normal car cela violerait la sémantique du type volatile.

Pour aller plus loin, considérons une situation plus complexe, à savoir l'appel d'une fonction membre sur un objet de type volatile. Par exemple, nous pouvons déclarer une fonction membre d'un objet comme type volatile, afin que la visibilité de ses variables membres puisse être garantie lors de son appel. Cependant, le compilateur C++ n'autorise pas la conversion de types volatils en types non volatils, donc l'erreur de compilation « Impossible d'appeler la fonction membre convertie à partir du type volatil » se produira. Par exemple :

class MyClass {
public:
    volatile int x;
    volatile void func() { x = x + 1; }
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.func();  // 错误，不能从volatile类型转换为非volatile类型
    return 0;
}

Dans le code ci-dessus, nous définissons une classe MyClass, où x est un entier de type volatile, et func() est une fonction membre de type volatile, ce qui signifie effectuer une opération d'auto-incrémentation sur x. Dans la fonction main(), nous créons un objet MyClass obj et essayons d'appeler sa fonction membre func(). Cependant, cela provoquera l'erreur de compilation "Impossible d'appeler la fonction membre convertie à partir du type volatile". En effet, en C++, les fonctions membres sont traitées comme des fonctions ordinaires avec un paramètre de pointeur this masqué. Ainsi, lors de l'appel d'une fonction membre, la conversion du pointeur this d'un type non volatile en un type volatile n'est pas autorisée.

Alors, comment devrions-nous gérer cette erreur de compilation ? Il existe deux manières de résoudre ce problème. La première méthode consiste à déclarer les paramètres de la fonction membre comme types volatiles afin que le compilateur ne signale pas d'erreur. Par exemple :

class MyClass {
public:
    volatile int x;
    void func(volatile MyClass *thisptr) { thisptr->x = thisptr->x + 1; }
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.func(&obj);  // OK，将this指针转换为volatile类型
    return 0;
}

Dans le code ci-dessus, nous déclarons le paramètre thisptr de la fonction func() comme pointeur MyClass de type volatile, de sorte que lors de son appel, le pointeur this puisse être converti d'un type non volatile en un type volatile. Bien que cette approche puisse résoudre le problème, elle rend le code verbeux et n’est donc pas très couramment utilisée.

La deuxième méthode consiste à utiliser la technologie d'effacement de type pour convertir le pointeur this de la fonction membre en un pointeur vide, afin que les restrictions du compilateur sur les types volatils puissent être contournées. Par exemple :

class MyClass {
public:
    volatile int x;
    void func() {
        volatile void *vthis = static_cast<volatile void *>(this);
        volatile MyClass *vptr = static_cast<volatile MyClass *>(vthis);
        vptr->x = vptr->x + 1;
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.func();  // OK，使用类型擦除将this指针转换为volatile类型
    return 0;
}

Dans le code ci-dessus, nous utilisons static_cast pour convertir d'abord ce pointeur en un pointeur vide, puis en un pointeur MyClass volatile, afin que nous puissions obtenir un pointeur this volatile. Bien que cette approche puisse résoudre le problème, elle nécessite de comprendre comment utiliser les techniques d’effacement de type et peut affecter la lisibilité et la maintenabilité du code.

Pour résumer, l'erreur de compilation C++ « Impossible d'appeler les fonctions membres converties à partir de types volatils » est causée par les restrictions spéciales du compilateur sur les types volatils. Afin de résoudre cette erreur de compilation, nous pouvons déclarer les paramètres de la fonction membre comme types volatils, ou utiliser la technologie d'effacement de type pour convertir le pointeur this de la fonction membre en un pointeur vide. Quelle que soit la méthode utilisée, vous devez faire attention à la sémantique des types volatils pour éviter de convertir des objets volatils en objets non volatils et vice versa, ce qui pourrait conduire à des résultats incorrects.

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