volatile 修饰的变量"副作用/序列点"问题

以你之姓@ 2022-05-25 12:50 160阅读 0赞

这个问题是因为**[这个帖子][Link 1]**而起, 也是这段代码有点不明白. 和自己预期的值不一样, 所以就编译反汇编看了下.

编译工具:   Code:blocks(GCC), CPU(Intel Core i3 32位), OS(windows 7 / 32bit).

参考书籍:  深入理解计算机系统(Bryant & Hallaron)

更多了解关于 volatile 可以参考: [http://blog.csdn.net/kissmonx/article/details/7724757][http_blog.csdn.net_kissmonx_article_details_7724757]

#include <stdio.h>
    
    int main(int argc, char ** argv)
    {
        volatile int u = 0;  // 我对这个也是纳闷, 难道和编译器的优化有关??? 反汇编看了下. 大致有点了解了.
    
        u = u++ + ++u;       // 如果写作三个 '+' 连一块(u+++ +u 除外), 就会报出 "自增操作数必须是左值" 的错误.
        printf("%d\n", u);   // 结果是 1
    
        return  0;
    }

汇编格式为 AT&T, 如果要产生 intel 格式的可以加编译选项如:\-masm=intel

004013B7	push   %ebp                 
    004013B8	mov    %esp,%ebp
    004013BA	and    $0xfffffff0,%esp
    004013BD	sub    $0x20,%esp       // 分配栈空间           
    004013C0	call   0x401920 <__main>    
    004013C5	movl   $0x0,0x1c(%esp)
    004013CD	mov    0x1c(%esp),%edx  
    004013D1	mov    0x1c(%esp),%eax
    004013D5	inc    %eax             // u 自增一次
    004013D6	mov    %eax,0x1c(%esp)  // volatile 变量每次取值都要去内存处, 防变量被意外修改而不知(这里进行的是存储器(基址 + 偏移量)寻址).
    004013DA	add    %edx,%eax        // 1 + 0
    004013DC	mov    %eax,0x1c(%esp)  // 然后就是在寄存器和 u 的内存地址处来回转悠, u 的值在这过程没有改变. 和其他情况确实不一样.
    004013E0	lea    0x1(%edx),%eax   // %eax 值为 0x1 + 0
    004013E3	mov    %eax,0x1c(%esp)  // 写入内存
    004013E7	mov    0x1c(%esp),%eax  // 重新加载
    004013EB	mov    %eax,0x4(%esp)   // 将 %eax 送入栈顶之下的 4 字节处, 准备输出, 栈顶要载入新值.
    004013EF	movl   $0x408064,(%esp) // 将返回地址保存在栈顶
    004013F6	call   0x40138c <printf>
    004013FB	mov    $0x0,%eax        // 返回 0
    00401400	leave
    00401401	ret                     // 初学者, 注解如有误, 请指出, Thx.

// 作为对比, 这个是不加 volatile 修饰的变量运算的结果.
    #include <stdio.h>
    
    int main(int argc, char ** argv)
    {
        int u = 0;
    
        u = u++ + ++u;      
        printf("%d\n", u);   // 结果是 3
    
        return  0;
    }

反汇编的结果作为对比可以看出差别:

004013B7	push   %ebp
    004013B8	mov    %esp,%ebp
    004013BA	and    $0xfffffff0,%esp
    004013BD	sub    $0x20,%esp
    004013C0	call   0x401918 <__main>
    004013C5	movl   $0x0,0x1c(%esp)
    004013CD	incl   0x1c(%esp)          // 第一次出现自增指令 1
    004013D1	mov    0x1c(%esp),%eax     // 看到没, 少用了一个寄存器, ^_^
    004013D5	add    %eax,%eax           // 使用 add 指令 1 + 1. 
    004013D7	mov    %eax,0x1c(%esp)     // 写入 2
    004013DB	incl   0x1c(%esp)          // 第一次出现自增指令 2 + 1
    004013DF	mov    0x1c(%esp),%eax     // 加载
    004013E3	mov    %eax,0x4(%esp)      // 准备输出
    004013E7	movl   $0x408064,(%esp)
    004013EE	call   0x40138c <printf>
    004013F3	mov    $0x0,%eax
    004013F8	leave
    004013F9	ret

[Link 1]: http://blog.csdn.net/kissmonx/article/details/8031772
[http_blog.csdn.net_kissmonx_article_details_7724757]: http://blog.csdn.net/kissmonx/article/details/7724757