强制转换中的中间指针必须是“const 限定的”——为什么？

Question

在下面的代码中...

#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

extern void get_buffer_from_HW_driver(volatile uint32_t **p);

void getBuffer(volatile uint32_t **pp)
{
    // Write an address into pp, that is obtained from a driver
    // The underlying HW will be DMA-ing into this address,
    // so the data pointed-to by the pointer returned by this
    // call are volatile.
    get_buffer_from_HW_driver(pp);
}

void work()
{
    uint32_t *p = NULL;
    getBuffer((volatile uint32_t **)&p);
}

...编译器正确地检测到对p 在work 中指向的数据的任何潜在访问都是危险访问。照原样，代码指示编译器可以安全地发出代码以优化对 *p 的重复读取访问 - 这确实是错误的。

但奇怪的是，编译这段代码时发出的警告...

$ gcc -c -Wall -Wextra -Wcast-qual constqual.c

...不会抱怨volatile 的丢失——而是建议使用const：

constqual.c: In function ‘work’:
constqual.c:20:15: warning: to be safe all intermediate pointers in cast from 
                   ‘uint32_t ** {aka unsigned int **}’ to ‘volatile uint32_t ** 
                   {aka volatile unsigned int **}’ must be ‘const’ qualified
                   [-Wcast-qual]
 getBuffer((volatile uint32_t **)&p);
           ^

我看不出const 在这里有什么意义。

附：请注意，按预期在uint32_t *p 前面添加volatile 可以解决此问题。我的问题是为什么 GCC 推荐 const 而不是 volatile。

Answer 1

好吧，I raised a ticket in GCC's Bugzilla 关于这个......约瑟夫迈尔斯的回答很简洁：

不，GCC 没有混淆。这是说转换是类型安全的 uint32_t ** 到 volatile uint32_t *const *，但不要将其转换为 volatile uint32_t *.

...他还添加了对this part of the C FAQ的引用。

我不得不承认，我对此的第一反应是“说什么？”。我迅速测试了这个建议，更改了代码以使其使用建议的声明（和强制转换）......

#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

extern void get_buffer_from_HW_driver(volatile uint32_t * const *p);
void getBuffer(volatile uint32_t * const *pp)
{
    // Write an address into pp, that is obtained from a driver
    // The underlying HW will be DMA-ing into this address,
    // so the data pointed-to by the pointer returned by this
    // call are volatile.
    get_buffer_from_HW_driver(pp);
}

void work()
{
    uint32_t *p = NULL;
    getBuffer((volatile uint32_t * const *)&p);
}

$ gcc -c -Wall -Wextra -Wcast-qual constqual.c

$ 

...事实上，没有任何警告了。

所以我继续阅读相关的常见问题解答 - 我想我对正在发生的事情有了更多的了解。通过添加const 修饰符，我们传递的参数是（从右到左读取，就像我们在这种C 语法中应该做的那样）：

一个指向 constant 指针（永远不会改变）的指针，它指向 volatile 数据

这确实很好地映射到这里发生的事情：我得到一个指向易失性数据的指针，这是一个驱动程序提供的缓冲区 - 即 我确实不允许更改 ，因为它来自驱动程序本身分配的预分配缓冲区列表。修改get_buffer_from_HW_driver返回的指针是没有意义的；不是我可以修改的，我只能按原样使用。

我承认我真的很惊讶 C 的类型系统（增加了 -Wcast-qual 的真正强大的静态分析检查）实际上有助于保证这些语义。

非常感谢 Joseph - 我会将这个问题留几个星期，以防其他人想详细说明。

附言补充一句：从现在开始，当有人声称 C 是一门简单的语言时，我想我会在这里指出他们。