2

Eu estou estudando sobre o qualificador de tipo volatile na linguagem C, e fiz um teste.

Na imagem anexada temos a comparação de dois programas escritos em C. O da esquerda possui uma variável sem o volatile e o da direita é o mesmo programa mas com uma variável volatile.

Abaixo de cada programa, temos o código Assembly respectivo.

Como não sei muito de Assembly, a minha dúvida é: o teste lógico do while (valor == 666) foi otimizado no código Assembly da esquerda?

Como o valor da variável valor nunca é alterado no código, eu imagino que o compilador possa otimizar o teste lógico ao substituir valor == 666 por 1. Isso está certo?

códigos comparando

2
  • Quais flags vc usou para compilar isso?
    – aviana
    Commented 3/07/2020 às 17:44
  • Não entendi sua pergunta; mas para gerar o código Assembly eu utilizei: gcc -S programa.c
    – Dead
    Commented 3/07/2020 às 17:53

2 Respostas 2

1

Editando o seu código um pouco para deixar a otimização mais clara.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int valor = 666;
    return (valor == 666) ? 1 : 0;
}

Compilando no GCC com a flag -O3.

main:
        mov     eax, 1
        ret

Agora compilando o mesmo programa com volatile e -O3.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    volatile int valor = 666;
    return (valor == 666) ? 1 : 0;
}
main:
        mov     DWORD PTR [rsp-4], 666
        mov     eax, DWORD PTR [rsp-4]
        cmp     eax, 666
        sete    al
        movzx   eax, al
        ret

Volatile não é um otimizador e faz exatamente o contrário, pois impõe restrições ao compilador.

3
  • Interessante. O que estou com dúvida é: no código da esquerda, o compilador poderia substituir o teste lógico (para fins de otimização) simplesmente por 1? Já que a variável "valor" não possui o volatile e seu valor nunca é alterado.
    – Dead
    Commented 3/07/2020 às 18:05
  • 1
    Provavelmente sim. Depende muito do compilador. Por exemplo, se esse código fosse C++, o MSVC provavelmente iria deixar essa otimização passar batido, enquanto que o CLANG quase que com certeza iria otimizar. Esse tipo de otimização não está no standard então não é obrigatória. Uma maneira melhor de sinalizar para o compilador que vc deseja ter essa otimização seria marcar as variáveis como constantes (C), ou usar constexpr para fazer essa verificação somente uma vez durante a compilação (C++).
    – aviana
    Commented 3/07/2020 às 18:12
  • Entendi. Muito obrigado pela atenção!
    – Dead
    Commented 3/07/2020 às 18:20
1

volatile não é um mecanismo de otimização, e portanto quando o usou nada foi otimizado.

Quando você usa essa palavra chave está dizendo que essa informação pode ser mudada à qualquer momento sem seu estrito controle, então o que o compilador fez foi adicionar uma instrução extra, portanto ficará mais lento, e sua função foi proteger o dado que está sendo usado na comparação.

Se o que está dizendo que que ali pode ter uma alteração que você não tem controle está justamente mandando não otimizar porque a otimização poderia afetar isso erroneamente.

Se deseja alguma otimização, então mande otimizar, faça com a flag -O3 para obter o máximo de otimização de velocidade. Nada garante quais otimizações serão feitas porque a linguagem não exige nada disso, mas é provável que seja bem simplificado. O volatile impedirá a otimização.

Seu código no GCC usando O3:

.LC0:
        .string "volatile"
main:
        sub     rsp, 8
.L2:
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        xor     eax, eax
        call    printf
        jmp     .L2

Veja no Compiler Explorer.

No Clang:

main:                                   # @main
        push    RBP
        mov     RBP, RSP
.LBB0_1:                                # =>This Inner Loop Header: Depth=1
        mov     EDI, .L.str
        xor     AL, AL
        call    printf
        jmp     .LBB0_1

.L.str:
        .asciz   "volatile"

Veja no Compiler Explorer.

No MSVC a otimização não é feita no momento até onde pude observar.

No ARM usando GCC:

main:
        stp     x29, x30, [sp, -32]!
        mov     x29, sp
        str     x19, [sp, 16]
        adrp    x19, .LC0
        add     x19, x19, :lo12:.LC0
.L2:
        mov     x0, x19
        bl      printf
        b       .L2
.LC0:
        .string "volatile"

Veja no Compiler Explorer.

9
  • Certo, mas no programa da esquerda, o compilador alterou o teste lógico (valor == 999) para 1 (já que o valor da variável nunca se altera)? Ou não? Se não, por quê?
    – Dead
    Commented 3/07/2020 às 17:56
  • Não sei que alteração você quer que faça ou que está falando, não existe alteração alguma alguma.
    – Maniero
    Commented 3/07/2020 às 17:58
  • A pergunta é: no código da esquerda, o compilador poderia substituir o teste lógico (para fins de otimização) simplesmente por 1? Já que a variável "valor" não possui o volatile e seu valor nunca é alterado.
    – Dead
    Commented 3/07/2020 às 18:00
  • Poderia, depende de como mandou compilar, no caso não fez.
    – Maniero
    Commented 3/07/2020 às 18:06
  • Legal! Como posso compilar visando otimizar esse código para desaparecer com o teste lógico? Devo utilizar essa tal flag?
    – Dead
    Commented 3/07/2020 às 18:07

Você deve fazer log-in para responder a esta pergunta.

Esta não é a resposta que você está procurando? Pesquise outras perguntas com a tag .