volatile 与内存屏障

volatile

 

c语言中 volatile 关键字用于告诉编译器，严禁将此处的汇编语句与其它的语句重组合优化。volatile只能保证编译器不会做乱序执行优化.

 

      1. 不对*p操作生成乱序指令（通常如此，具体请看后面的解释）

(比如条件判断)

 

      2. 每次从*p取数据的时候，一定会进行一次访存操作，哪怕前面不久才取过*p的值放在寄存器里。

比如对于硬件寄存器的访问,内存中的数据和cache中的数据可能不一致.

 

      3.不合并对*p的写操作（也只是通常如此，解释见后）

int *p;

volatile int *p1;

p = 1; //这个被优化

p = 2;

p1 = 1; //这个不会

p1 = 2;

但volatile无法保证 cpu运行时乱序执行.

 

内存屏障(memory barrier)

如果要想控制cpu运行是乱序执行优化则需有内存屏障.

 

 

#define isb() __asm__ __volatile__ ("isb" : : : "memory")

#define dsb() __asm__ __volatile__ ("dsb" : : : "memory")

#define dmb() __asm__ __volatile__ ("dmb" : : : "memory")

 

 

#define mb() do { if (arch_is_coherent()) dmb(); else barrier(); } while (0)

#define rmb() do { if (arch_is_coherent()) dmb(); else barrier(); } while (0)

#define wmb() do { if (arch_is_coherent()) dmb(); else barrier(); } while (0)

 

#define set_mb(var, value) do { var = value; mb(); } while (0)

      1. set_mb(),mb(),barrier()函数追踪到底，就是__asm__ __volatile__("":::"memory"),而这行代码就是内存屏障。
      2. __asm__用于指示编译器在此插入汇编语句
      3. __volatile__  相当于 C语言的volatile(见上面分析).
      4.  memory强制gcc编译器假设RAM所有内存单元均被汇编指令修改，这样cpu中的registers和cache中已缓存的内存单元中的数据              将作废。cpu将不得不在需要的时候重新读取内存中的数据。这就阻止了cpu又将registers，cache中的数据用于去优化指令，而避            免去访问内存。
      5）"":::表示这是个空指令。barrier()不用在此插入一条串行化汇编指令。在后文将讨论什么叫串行化指令。