什么 – 或做 – “挥发性无效function（……）”做什么？

从语法的角度来看，我已经看过“volatile”关键字在C ++函数中有多少用法？ 关于在函数上使用volatile关键字，但没有明确解释该问题的案例1做了什么。 只有一位受访者表示这似乎毫无意义/无用。

然而，我不能完全接受这种说法，因为GNUC的AES软件实现已经使用了几年，它们有许多这样的function：

INLINE volatile void functionname( /* ... */ ) { /* ... */ asm( /* ... */ ) // embedded assembly statements /* ... */ } 

必须有这种用法的原因。 谁能：

A. 告诉我原来的原因是什么; 和

B。 现在如何达到预期的效果？

我正在使用Ubuntu和GCC 4.6.3。

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注意：我最接近解释的是，在GCC 2.5之前，您可以通过以下方式欺骗在2.5中实现的’noreturn’属性：

 void fatal( /* ... */ ) { /* ... */ exit(1); } typedef void voidfn (); volatile voidfn fatal; 

这将允许编译器识别’致命’不会返回。

但是这种情况似乎不适用于AES代码。 自从我在集会上做了很多事以来已经很长时间了，但我想我会认识到跳跃或类似的事情。

Answer 1

根据gcc文档（直到2015年2月） ， volatile void作为C中的函数返回值（但不是在C ++中）等效于__attribute__((noreturn))上的__attribute__((noreturn)) ，并告诉编译器函数永远不会返回。

Answer 2

C99标准在§6.7.3/ 3中说明了这一点：

与限定类型关联的属性仅对作为左值的表达式有意义。 ^114）

114）实现可以在只读存储区域中放置volatile的const对象。 此外，如果从不使用其地址，则实现不需要为这样的对象分配存储

§6.2.5/ 19说：

void类型包含一组空值; 它是一种不完整的类型，无法完成。

§6.3.2.1/ 1说：

左值是具有对象类型或除void之外的不完整类型的表达式; ^53） […]

因此， void不是左值，因此类型限定符（ const ， volatile和restrict ）对于void类型的表达式没有意义。 因此，在任何符合C99的编译器中， const void和volatile void都是没有意义的（尽管指向 const void和const volatile 指针 是有意义的）。

此外，§6.9.1/ 3的约束不允许函数返回合格类型的void ：

函数的返回类型应为void或数组类型以外的对象类型。

由于这是一个约束，因此符合标准的编译器必须发出诊断（第5.1.1.3 / 1节）。 因此在C99中不允许返回volatile void的函数。

至于volatile void可能曾经做过什么，我不知道也无法真正推测。 我猜你正在寻找的AES代码可能只是旧的，从未被清理过。

Answer 3

参考

• https://github.com/nmoinvaz/minizip/blob/master/aes/aes_via_ace.h见第323到333行，以及第399到492行。还有很多其他地方可以找到这段代码，这只是第一个我绊倒了。

• http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/docs/rr/dr_113.html谢谢@ouah！

• http://opencores.org/ocsvn/openrisc/openrisc/trunk/gnu-old/binutils-2.18.50/gas/testsuite/gas/i386/padlock.d打开搜索“f3 0f a7”，将操作码标识为专门的加密操作。

• GCC的“信息”文档。

证据

• volatile void function(...)并不严格符合C99。 （感谢@Adam和@ouah。@ Adam深入研究C99规范，以及@ouah将我指向上面列出的DR。）

• GCC在版本2.5中添加了__attribute__((noreturn))作为volatile void的替代，但是在版本4.6.3之后继续接受volatile void以支持与版本2.5之前的编译器的代码兼容性。 （海湾合作委员会文件。）

• 上面引用的代码确实将控制权返回到调用它的位置，因为指令似乎不操纵地址寄存器，也不执行跳转命令。 相反，它们将各种值加载到32位寄存器中。 （代码考试。）

• 第323行到第333行中的命令实现了支持加密操作的特殊操作码。 （代码检查加’挂锁’代码。）

• 使用汇编函数的代码显然希望它们返回。 （代码考试。）

• noreturn属性告诉编译器函数没有返回，因此编译器可以根据它进行优化。 （海湾合作委员会文件。）

• 从GCC文档中：在调用noreturn函数之前，不要假设调用函数保存的寄存器已恢复。

解

这是与同事的讨论，最终让我陷入困境。当函数声明它不会返回时，编译器必须做一些不同的事情。 对GCC文件的审查证实了这一点。

答：原因

你需要问自己以下问题。

问题： AES代码专门将值加载到32位寄存器中，并对它们执行操作。 它是如何将答案返回到其余代码的？

答案： GCC优化意味着调用函数的寄存器（否则在返回时会覆盖这些值）不会被保存。 汇编语言函数中的计算结果保留在寄存器中，供后续代码使用。

B.现在取得预期的效果：

几乎不管它。 您可能要做的唯一事情是将volatile void返回类型替换为void ，并将noreturn属性添加到函数中。 从理论上讲，这应该具有完全相同的效果。 在实践中，它没有破坏，不修复它。

可取

绝对不鼓励广泛使用这种技术。 首先，它取决于每个编译器的自定义。 其次，它取决于那些没有改变他们如何处理“不归”案件的编制者。 第三，它可能会让后续的维护者感到困惑。

这样的事情唯一有意义的情况是当你利用高度专业化的机器代码时，实现速度上不可能的改进。 即便如此，它应该与权衡取舍平衡。

在此示例中，仅支持两个编译器，并且仅当计算机具有特定的硬件支持才能利用。 否则，它们都通过标准C代码处理。 这是很多努力。 确保它在你做之前付清。