C で「volatile」キーワードが必要な場合となぜ必要ですか?

「volatile」キーワードの目的を理解する

「volatile」キーワードは、C プログラミングにおいて重要な役割を果たし、特定のメモリ関連の問題に対処します。場合によっては不必要に見えるかもしれませんが、共有メモリが関係する特定のシナリオを扱う場合には不可欠になります。

「volatile」の主な目的は、コンパイラが不正なコードを引き起こす可能性のある方法でコードを最適化するのを防ぐことです。結果。具体的には、コンパイラが変数の値をキャッシュせず、常に最新の値をメモリから直接フェッチするようにします。

問題のシナリオ

「volatile」が必要となる一般的な状況の 1 つは、次のような場合です。外部プロセスまたはデバイスによって変更できるメモリ位置からの読み取り。たとえば、マルチプロセッサ システムでは、複数のプロセッサが共通のメモリ領域へのアクセスを共有する場合があります。 1 つのプロセッサが共有変数に書き込み、別のプロセッサが「volatile」を使用せずに変数を読み取る場合、読み取りプロセッサにはキャッシュされた (古い) 値が残っている可能性があります。

例

次のことを考えてください。 code:

volatile uint16_t* semPtr = WELL_KNOWN_SEM_ADDR;

while ((*semPtr) != IS_OK_FOR_ME_TO_PROCEED);

この例では、「semPtr」変数は、2 つのプロセス間のセマフォとして使用される共有メモリの場所を指します。 「volatile」を指定しないと、コンパイラーは「*semPtr」の値が決して変更されないと仮定して、ループを最適化する可能性があります。これにより、書き込みプロセスがセマフォを解放する前に読み取りプロセスが続行されるため、誤った動作が発生します。

「volatile」を使用すると、コンパイラは常に「*semPtr」の最新の値をフェッチするように強制されます。メモリを確保し、プロセス間の正確な調整を保証します。

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