共有メモリ アクセスに「volatile」キーワードが不可欠なのはなぜですか?

Volatile の必要性

使用頻度にもかかわらず、volatile キーワードはプログラミングにおいて重要な目的を果たします。特定のメモリ位置へのアクセスが、書き込みアクセスの可能性を持つ複数のデバイス、プロセス、またはその他のエンティティ間で共有される場合、これは不可欠になります。

C では、 volatile は特定の問題、つまりオプティマイザの傾向を解決する上で重要な役割を果たします。冗長と思われる記述は無視してください。この問題を理解するには、次のコード スニペットを考慮してください。

void waitForSemaphore()
{
   volatile uint16_t* semPtr = WELL_KNOWN_SEM_ADDR;/*well known address to my semaphore*/
   while ((*semPtr) != IS_OK_FOR_ME_TO_PROCEED);
}

このシナリオでは、*semPtr に格納されている値がループ内で変更されないと仮定しているため、オプティマイザーは while ループを不必要とみなす可能性があります。 volatile キーワードがないと、この仮定は悲惨な結果を招く可能性があります。

メモリの場所が共有されているため、ループの実行中に別のプロセスまたはデバイスが *semPtr の値を変更する可能性は十分にあります。ただし、volatile がないと、オプティマイザはこの可能性を考慮しないため、セマフォを取得せずにプログラムが続行され、後で問題が発生する可能性があります。

セマフォの場所へのポインタを volatile として宣言することで、コンパイラに指示が与えられます。メモリの場所がいつでも変更される可能性があることを想定し、オプティマイザが while ループを無視することを効果的に防ぎます。その結果、プログラムはセマフォが解放されるまで正しく待機します。

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