c - 什么时候可以完全优化 volatile 变量？

Question

考虑这个代码示例:

int main(void)
{
  volatile int a;
  static volatile int b;

  volatile int c;
  c = 20;
  static volatile int d;
  d = 30;

  volatile int e = 40;
  static volatile int f = 50;

  return 0;
}

如果没有 volatile，编译器可能会优化所有变量，因为它们永远不会被读取。

我认为 a 和 b 可以优化掉，因为它们完全没有被使用，参见 unused volatile variable .

我认为 c 和 d 不能删除，因为它们是写入的，并且写入 volatile 变量必须实际发生。 e 应该等同于 c。

GCC 不会优化掉 f，但它也不会发出任何写入它的指令。 50设置在数据部分。 LLVM (clang) 完全删除了 f。

这些说法是真的吗？

1. 如果从不访问 volatile 变量，则可以将其优化掉。
2. 静态或全局变量的初始化不算作访问。

Answer 1

写入 volatile 变量(甚至是自动变量)算作可观察的行为。

C11 (N1570) 5.1.2.3/6:

The least requirements on a conforming implementation are:

— Accesses to volatile objects are evaluated strictly according to the rules of the abstract machine.

— At program termination, all data written into files shall be identical to the result that execution of the program according to the abstract semantics would have produced.

— The input and output dynamics of interactive devices shall take place as specified in 7.21.3. The intent of these requirements is that unbuffered or line-buffered output appear as soon as possible, to ensure that prompting messages actually appear prior to a program waiting for input.

This is the observable behavior of the program.

问题是:初始化 (e, f) 算作“访问”吗？正如 Sander de Dycker 所指出的，6.7.3 说:

What constitutes an access to an object that has volatile-qualified type is implementation-defined.

这意味着是否可以优化 e 和 f 取决于编译器 - 但这必须记录在案!