Якщо ви хочете трохи детальніше ознайомитись з тим, що робить мінливе ключове слово, врахуйте наступну програму (я використовую DevStudio 2005):
#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;
}
Використовуючи стандартні оптимізовані (випущені) настройки компілятора, компілятор створює такий асемблер (IA32):
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
Дивлячись на вихід, компілятор вирішив використовувати регістр ecx для зберігання значення змінної j. Для енергонезалежного циклу (перший) компілятор призначив i в регістр eax. Досить прямолінійний. Хоча є кілька цікавих бітів - інструкція lea ebx, [ebx] - це фактично багатобайтова команда nop, завдяки чому цикл переходить на 16-байтну адресу пам'яті. Інший - використання edx для збільшення лічильника циклу замість використання інструкції inc eax. Інструкція додати reg, reg має нижчу затримку на декілька ядер IA32 порівняно з інструкцією inc reg, але ніколи не має більш високої затримки.
Тепер для петлі з лічильником летючої петлі. Лічильник зберігається у [esp], а мінливе ключове слово повідомляє компілятору, що значення завжди слід читати з / записувати в пам'ять і ніколи не призначати реєстру. Компілятор навіть йде так далеко, що не виконує завантаження / приріст / зберігання, як три різних кроки (load eax, inc eax, save eax) при оновленні значення лічильника, натомість пам'ять безпосередньо змінюється в одній інструкції (add mem , рег.). Спосіб створення коду забезпечує значення лічильника циклу завжди актуальним у контексті одного ядра процесора. Жодна операція з даними не може призвести до пошкодження або втрати даних (отже, не використовувати навантаження / інк / магазин, оскільки значення може змінюватися під час inc, таким чином, втрачається в магазині). Оскільки переривання можна обслуговувати лише після завершення поточної інструкції,
Після того, як ви введете в систему другий процесор, мінливе ключове слово не захистить даних, які одночасно оновлюються іншим процесором. У наведеному вище прикладі вам знадобляться дані, щоб їх не було, щоб отримати потенційну корупцію. Ефірне ключове слово не запобіжить потенційній корупції, якщо з даними не вдасться обробляти атомно, наприклад, якщо лічильник циклу був типовим довгим (64 біт), то для оновлення значення знадобиться дві 32-бітні операції в середині яка може статися переривання та змінити дані.
Отже, мінливе ключове слово добре лише для вирівняних даних, розмір яких є меншим або рівним розміру нативних регістрів, таким чином, що операції завжди є атомними.
Ефірне ключове слово було задумане для використання в операціях вводу-виводу, де IO постійно змінювався, але мав постійну адресу, наприклад пристрій UART, нанесений на пам'ять, і компілятор не повинен повторно використовувати перше значення, прочитане з адреси.
Якщо ви обробляєте великі дані або маєте декілька процесорів, то для правильного доступу до даних вам знадобиться система блокування вищого рівня (ОС).