在GCC的优化被关闭的情况下，是否有必要使用“不稳定”限定符？

Question

我的问题是针对嵌入式开发，特别是STM32。

我非常清楚，在处理具有中断服务例程( ISR )的程序时，使用变量的volatile限定符至关重要，以便防止编译器优化在ISR和主线程中使用的变量。

在Atollic 中，可以在编译之前关闭带有-O0标志的GCC优化。问题是，对于ISR内外使用的变量是否绝对有必要使用volatile限定符，即使像这样关闭优化时也是如此。

Answer 1

在禁用优化之后，似乎不太可能需要volatile。但是，即使在O0中，编译器也可以进行简单的优化。例如，它可能会删除它可以删除的部分代码，不会被使用。因此，不使用volatile将是一场赌博。我看不出为什么不应该使用volatile，尤其是在没有优化的情况下运行时。

此外，无论优化级别如何，变量都可以在带有数据缓存的高端MCU上预取缓存。然而，volatile是否解决/应该解决这个问题还有待商榷。

Answer 2

程序必须是为人们阅读而编写的，而只为机器执行而编写。

我想我们可以引用这句话。假设有一种情况(正如user253751提到的)，您从每个变量中删除关键字volatile，因为这里启用了优化。然后，几个月后，您必须启动优化。你能想象发生了什么灾难吗？

此外，我还使用代码，在裸金属固件之上有一个抽象层，当变量在这些层之间共享内存空间时，我们使用volatile关键字，以确保使用正确的值。因此，这是易失性的另一种用法，不仅在ISRs中，这意味着很难将其更改，并确保一切正常。

调试变量应该是volatile的代码并不难，但是像这样的but似乎发生了一些神奇的事情，而且您也不知道为什么，因为例如，在10k的代码执行中，就发生了一些事情。

摘要:在关闭优化时，对于删除volatile关键字并没有严格的“禁令”，但对我来说，编程实践非常糟糕。

Answer 3

我非常清楚，在处理具有中断服务例程( ISR )的程序时，使用变量的volatile限定符至关重要，以便防止编译器优化在ISR和主线程中使用的变量。

实际上，您应该记住，volatile是，而不是，是一个同步结构。

它不强制设置任何障碍，也不会阻止与其他非易失性变量重新排序。它只告诉编译器不要对相对于其他易失性变量的特定访问重新排序--即使这样也不能保证这些变量不会被CPU重新排序。

这就是为什么GCC很乐意编译这的原因

volatile int value = 0; 
int old_value = 0;     

void swap(void)
{
    old_value = value;
    value = 100;
}

这样的事情：

// value will be changed before old_value
mov eax, value
mov value, 100
mov old_value, eax

因此，如果您的函数使用volatile来发出诸如“到目前为止其他一切都已写入”之类的信号，请记住，这可能是不够的。

此外，如果您是为多核微控制器编写，重新排序的指令由CPU将使volatile关键字完全无用。

换句话说，处理同步的正确方法是使用C标准告诉您使用的东西，即库。这个库提供的结构保证是可移植的，并发出所有必要的编译器和CPU屏障。