c语言中volatile和restrict的解释
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两个关键字:volatile和restrict,两者都是为了方便编译器的优化。
volatile告诉编译器该被变量除了可被程序修改意外还可能被其他代理修改,因此,当要求使用volatile 声明的变量的值的时候,系统总是重新从它所在的内存读取数据,而不是使用寄存器中的缓存。比如
val1=x;
val2=x;
如果没有声明volatile,系统在给val2赋值的时候可能直接从寄存器读取x(假定聪明的编译器优化了),而不是从内存的初始位置,那么在两次赋值之间,x完全有可能被被某些编译器未知的因素更改(比如:操作系统、硬件或者其它线程等)。如果声明为volatile,编译器将不使用缓存,而是每次都从内存重新读取x。
而restrict是c99引入的,它只可以用于限定指针,并表明指针是访问一个数据对象的唯一且初始的方式,考虑下面的例子:
int ar[10];
int * restrict restar=(int *)malloc(10*sizeof(int));
int *par=ar;
这里说明restar是访问由malloc()分配的内存的唯一且初始的方式。par就不是了。
那么:
for(n=0;n<10;n++)
{
par[n]+=5;
restar[n]+=5;
ar[n]*=2;
par[n]+=3;
restar[n]+=3;
}
因为restar是访问分配的内存的唯一且初始的方式,那么编译器可以将上述对restar的操作进行优化:
restar[n]+=8;
而par并不是访问数组ar的唯一方式,因此并不能进行下面的优化:
par[n]+=8;
因为在par[n]+=3前,ar[n]*=2进行了改变。使用了关键字restric,编译器就可以放心地进行优化了。这个关键字据说来源于古老的FORTRAN。有兴趣的看看这个。
volatile告诉编译器该被变量除了可被程序修改意外还可能被其他代理修改,因此,当要求使用volatile 声明的变量的值的时候,系统总是重新从它所在的内存读取数据,而不是使用寄存器中的缓存。比如
val1=x;
val2=x;
如果没有声明volatile,系统在给val2赋值的时候可能直接从寄存器读取x(假定聪明的编译器优化了),而不是从内存的初始位置,那么在两次赋值之间,x完全有可能被被某些编译器未知的因素更改(比如:操作系统、硬件或者其它线程等)。如果声明为volatile,编译器将不使用缓存,而是每次都从内存重新读取x。
而restrict是c99引入的,它只可以用于限定指针,并表明指针是访问一个数据对象的唯一且初始的方式,考虑下面的例子:
int ar[10];
int * restrict restar=(int *)malloc(10*sizeof(int));
int *par=ar;
这里说明restar是访问由malloc()分配的内存的唯一且初始的方式。par就不是了。
那么:
for(n=0;n<10;n++)
{
par[n]+=5;
restar[n]+=5;
ar[n]*=2;
par[n]+=3;
restar[n]+=3;
}
因为restar是访问分配的内存的唯一且初始的方式,那么编译器可以将上述对restar的操作进行优化:
restar[n]+=8;
而par并不是访问数组ar的唯一方式,因此并不能进行下面的优化:
par[n]+=8;
因为在par[n]+=3前,ar[n]*=2进行了改变。使用了关键字restric,编译器就可以放心地进行优化了。这个关键字据说来源于古老的FORTRAN。有兴趣的看看这个。
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