可以安全读取 C 中未初始化的自动 volatile 变量吗？答案

【问题标题】：Can an uninitialized automatic volatile variable in C be safely read?可以安全读取 C 中未初始化的自动 volatile 变量吗？
【发布时间】：2015-02-27 12:14:28
【问题描述】：

在 C 中，我可以访问自动 volatile 变量而无需先对其进行初始化，还是它总是导致未定义的行为？

例如，在某些映射到 volatile 变量的硬件设备中，初始化变量无论如何都没有意义，甚至可能被禁止。

【问题讨论】：

如何声明变量？它是否使用一些编译器扩展进行映射？还是你在使用指针？
如果硬件寄存器映射到变量，那么我非常怀疑这些变量是否具有自动存储持续时间。因此，这个问题没有意义。请给出您的意思的示例代码。
映射到硬件设备的 volatile 变量不会是 automatic。
为什么看不懂？它不一定是 UB。
@MartinJames 因为它是一个未初始化的变量，具有不确定的值。使用具有不确定值的变量会导致未定义的行为

标签： c volatile undefined-behavior

【解决方案1】：

自动变量通常位于call stack（但这是特定于实现的），因此它通常不会是某些特定于硬件的“设备”（除非您的堆栈指针是垃圾）。在这种情况下（在堆栈上），变量继承自该堆栈位置的先前内容。如果它是不稳定的，例如，像

void foo(void) {
  volatile int x;
  // here x contains garbage
}

访问 x 会给出一些“不确定的值”，并且该访问是未定义的行为。

^{C 标准不需要任何调用堆栈，但大多数 C 实现使用机器调用堆栈。}

当然，如果你有一个自动变量，它是指向一些易失数据的指针，情况就不同了。

【讨论】：

硬件寄存器通常表示为指向volatile的指针，而那些指针当然可以是自动的。也许这让 OP 感到困惑。
@unwind 声明像 volatile int* ptr; 这样的指针不会使 指针变量 易变。它仍然是一个普通的自动存储变量（假设它是在本地范围内声明的）。为了使实际的指针易失，你必须写一些晦涩的东西，比如int* volatile ptr;。为什么有人愿意这样做，我不知道。
@Lundin 嗯，是的，这正是我所说的……或者至少是我想说的。指针在指向 volatile 数据时可以是自动的，但这并不能使自动的东西也成为 volatile 的东西。

【解决方案2】：

访问未初始化的变量（或内存位置）的值将导致 C 标准的未定义行为。这意味着 C 标准并没有说明会发生什么。

还有其他来源可以定义在某些情况下会发生什么。在 volatile 变量的情况下，发生的事情的定义几乎总是依赖于平台。

因此您需要查阅相关变量的相关文档。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果变量是硬件内存映射的 I/O 位置，请使用 volatile，而不是 atomic，显然它应该仅在硬件需要初始化时才进行初始化。

C++ 11 标准规定 volatile 不应用于非硬件内存映射 I/O。根据需要使用原子或同步类型之一（事件、互斥体、信号量...）提供Memory Barrier。

Microsoft 和可能的其他一些编译器具有供应商特定的扩展，这些扩展为内存屏障提供易失性变量（作为 VS2012 和更高版本中的命令行选项，始终在旧版本上启用），但这是非标准用法。

【讨论】：