[C#] C #에서 volatile 키워드는 언제 사용해야합니까?

volatile 키워드의 기능에 대해 좀 더 기술적으로 이해하려면 다음 프로그램을 고려하십시오 (DevStudio 2005를 사용하고 있습니다).

#include <iostream>
void main()
{
  int j = 0;
  for (int i = 0 ; i < 100 ; ++i)
  {
    j += i;
  }
  for (volatile int i = 0 ; i < 100 ; ++i)
  {
    j += i;
  }
  std::cout << j;
}

표준 최적화 (릴리스) 컴파일러 설정을 사용하여 컴파일러는 다음 어셈블러 (IA32)를 만듭니다.

void main()
{
00401000  push        ecx
  int j = 0;
00401001  xor         ecx,ecx
  for (int i = 0 ; i < 100 ; ++i)
00401003  xor         eax,eax
00401005  mov         edx,1
0040100A  lea         ebx,[ebx]
  {
    j += i;
00401010  add         ecx,eax
00401012  add         eax,edx
00401014  cmp         eax,64h
00401017  jl          main+10h (401010h)
  }
  for (volatile int i = 0 ; i < 100 ; ++i)
00401019  mov         dword ptr [esp],0
00401020  mov         eax,dword ptr [esp]
00401023  cmp         eax,64h
00401026  jge         main+3Eh (40103Eh)
00401028  jmp         main+30h (401030h)
0040102A  lea         ebx,[ebx]
  {
    j += i;
00401030  add         ecx,dword ptr [esp]
00401033  add         dword ptr [esp],edx
00401036  mov         eax,dword ptr [esp]
00401039  cmp         eax,64h
0040103C  jl          main+30h (401030h)
  }
  std::cout << j;
0040103E  push        ecx
0040103F  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::cout (40203Ch)]
00401045  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (402038h)]
}
0040104B  xor         eax,eax
0040104D  pop         ecx
0040104E  ret              

출력을 보면 컴파일러는 ecx 레지스터를 사용하여 j 변수의 값을 저장하기로 결정했습니다. 비 휘발성 루프 (첫 번째)의 경우 컴파일러는 i를 eax 레지스터에 할당했습니다. 매우 간단합니다. lea ebx, [ebx] 명령어는 사실상 멀티 바이트 nop 명령어이므로 루프가 16 바이트로 정렬 된 메모리 주소로 점프합니다. 다른 하나는 inc eax 명령어 대신 루프 카운터를 증가시키기 위해 edx를 사용하는 것입니다. add reg, reg 명령어는 inc reg 명령어와 비교하여 일부 IA32 코어에서 대기 시간이 짧지 만 대기 시간이 더 길지는 않습니다.

휘발성 루프 카운터가있는 루프입니다. 카운터는 [esp]에 저장되며 volatile 키워드는 컴파일러에게 값을 항상 메모리에서 읽거나 쓰거나 레지스터에 할당해서는 안된다는 것을 알려줍니다. 컴파일러는 카운터 값을 업데이트 할 때로드 / 증가 / 저장을 세 가지 단계 (eax, inc eax, save eax)로 구분하지 않고 메모리를 단일 명령어 (add mem)로 직접 수정합니다. , reg). 코드가 생성 된 방식으로 단일 CPU 코어의 컨텍스트 내에서 루프 카운터의 값이 항상 최신 상태로 유지됩니다. 데이터를 조작하지 않으면 손상이나 데이터 손실이 발생할 수 있습니다 (따라서 inc 중에 값이 변경되어 상점에서 손실되기 때문에로드 / inc / store를 사용하지 않음). 현재 명령이 완료된 후에 만 ​​인터럽트를 서비스 할 수 있으므로

시스템에 두 번째 CPU를 도입하면 volatile 키워드는 다른 CPU가 동시에 업데이트하는 데이터를 보호하지 않습니다. 위의 예에서 데이터가 손상 될 수 있도록 정렬 해제해야합니다. volatile 키워드는 데이터를 원자 적으로 처리 할 수없는 경우 (예 : 루프 카운터가 long long (64 비트) 유형 인 경우 값을 업데이트하기 위해 두 개의 32 비트 작업이 필요합니다. 인터럽트가 발생할 수 있고 데이터를 변경할 수 있습니다.

따라서 volatile 키워드는 기본 레지스터의 크기보다 작거나 같은 정렬 된 데이터에만 적합하므로 작업이 항상 원자 적입니다.

volatile 키워드는 IO가 지속적으로 변경되지만 메모리 매핑 UART 장치와 같이 일정한 주소를 갖는 IO 작업에 사용되도록 고안되었으며 컴파일러는 주소에서 읽은 첫 번째 값을 계속 재사용하지 않아야합니다.

대용량 데이터를 처리하거나 여러 개의 CPU를 사용하는 경우 데이터 액세스를 올바르게 처리하려면 더 높은 수준 (OS) 잠금 시스템이 필요합니다.

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