易失性和序列点

Question

给定以下代码：

unsigned int global_flag = 0;

void exception_handle()
{
    global_flag = 1;
}

void func()
{
    /* access will cause exception which will assign global_flag = 1
       then execution continues */
    volatile unsigned int x = *(unsigned int *)(0x60000000U); /* memory protection unit configured to raise exception upon accessing this address */

    if (global_flag == 1)
    {
        /* some code */
    }
}

鉴于volatilemust not be reordered across sequence points：

最低要求是在一个序列点之前的所有 对 volatile 对象的访问已经稳定，并且没有后续 已发生访问

并给出以下关于sequence points：

序列点出现在以下位置... (1) .. (2) .. (3) 在完整表达式的末尾。此类别包括表达式 语句（例如赋值 a=b;）、return 语句、 if、switch、while 或 do-while 语句的控制表达式， 以及 for 语句中的所有三个表达式。

是否承诺volatile unsigned int x = *(unsigned int *)(0x60000000U); 会在if (global_flag == 1) 之前发生（在二进制asm 中，CPU 乱序执行与这里无关）？

根据上面的引用，volatile unsigned int x = *(unsigned int *)(0x60000000U); 必须在下一个序列点结束之前被评估，而volatile unsigned int x = *(unsigned int *)(0x60000000U); 本身就是一个序列点，所以这意味着每个volatile 分配都在分配时被评估?

如果上述问题的答案是否定的，那么下一个序列点在if的end，是否意味着可以执行类似的操作：

if (global_flag == 1)
{
    volatile unsigned int x = *(unsigned int *)(0x60000000U);
    /* some code */
}

系统是一个嵌入式的-ARM cortex m0，单核，单线程应用程序。

Answer 1

在您的 sn-p 中，变量 global_flag 不是易失性的，因此没有什么可以阻止编译器跨序列点移动对 global_flag 的访问，或者在情况允许的情况下将其完全删除。谈论访问x和访问global_flag的顺序是没有意义的，因为后者不是可观察的事件，只有前者是。

(另请注意，表达式*(unsigned int *)(0x60000000U) 中没有volatile 限定符。我认为您确实希望特别处理该表达式，但您的代码没有这样做。允许编译器生成代码它提前对*(unsigned int *)(0x60000000U) 进行评估，然后在其盘子上执行大量其他操作，然后将获得的值分配给x，这将满足C 标准对volatile 左值的约束。 )

如果您的 sn-p 有 unsigned int volatile global_flag = 0; 和 *(volatile unsigned int *)(0x60000000U)，那么“是否承诺……”这个问题的答案将是明确的“是”。

Answer 2

是否承诺 volatile unsigned int x = *(unsigned int *)(ILLEGAL_ADDRESS);将在 if (global_flag == 1) 之前发生

来自信息丰富的C11 AnnexC（添加换行符/格式以提高可读性）：

以下是5.1.2.3中描述的顺序点：
...
- 在完整表达式的评估和要评估的下一个完整表达式之间。
- 以下是完整的表达方式：
- 不属于复合文字 (6.7.9) 的初始值设定项；
- 表达式语句中的表达式 (6.8.3);
- 选择语句（if 或 switch）的控制表达式 (6.8.4);
- while 或 do 语句的控制表达式 (6.8.5);
- for 语句的每个（可选）表达式 (6.8.5.3);
- return 语句 (6.8.6.4) 中的（可选）表达式。

由于*(unsigned int *)(ILLEGAL_ADDRESS); 是一个初始化器（赋值表达式）并且初始化器不是复合文字的一部分，它是一个完整的表达式。下一个完整的表达式是if中的控制语句，所以在if和x的初始化之间有一个序列点。

还有来自著名的C11 5.1.2.3p6：

对一致性实现的最低要求是：

对易失性对象的访问严格按照抽象机的规则进行评估。
...

由于x是一个volatile对象，它被严格初始化为抽象机，所以在序列点之后它的右值必须等于*(unsigned int *)(ILLEGAL_ADDRESS)操作的结果。

所以是的，x 对象的初始化必须发生在if 内的控制表达式之前。

关于未定义的行为，C11 6.5.3.2p4 的引述很好：

如果给指针分配了无效值，则一元 * 运算符的行为未定义。

正如你评论的那样：

在我的系统内存模型中不允许访问地址 0x60000000

可以推断(unsigned int*)0x60000000是一个无效指针，所以一元*运算符应该是spawn dragons。