c - 编译器可以删除局部变量以支持多个内存访问吗？

Question

我们讨论了如何确保某些共享(不受信任)内存区域中的数据仅被访问一次，复制到本地内存，然后从那里进行检查和处理。环境是一个嵌入式多核 µC，带有用于 IPC 的共享 RAM，代码是用 C99 编写的。目前，我们基本上做 Type local_copy = *(Type*)shared_memory_pointer; 然后只在 local_copy 之后操作。

现在一个同事提出了一个问题，是否允许编译器不执行复制到本地内存，而是在下面直接访问 shared_memory_pointer 中的数据，这(理论上)允许用于在使用数据时对其进行操作。

编译器有可能做到这一点吗？如果是这样，我们如何确保它不会发生？如果不是，请解释详情。

谢谢大家!

编辑:有问题的内核上没有操作系统，它是一个裸机系统。

Answer 1

whether the compiler was allowed to not perform the copy into local memory and instead access the data at shared_memory_pointer directly

是的，允许编译器这样做。您可以强制读取的唯一场景是通过 volatile 限定访问。在您的情况下，局部变量和强制转换都应该是 volatile 限定的。

但是请注意...

• volatile 不能解决重入问题。您需要互斥体、关键部分或类似方法来阻止代码出现竞争条件错误。使用操作系统提供的方法。
• Type local_copy = *(Type*)shared_memory_pointer; 是非常可疑的代码，表明您的程序中存在未定义的行为或与类型相关的错误。像这样的野生类型双关语可能会导致错位、不正确的严格指针别名优化、丢弃的限定符等等——所有这些都是未定义的行为。此外，如果您选择了合适的类型，则无需首先进行强制转换。