为什么[简介执行]/12认为访问易失性glvalue是一种副作用？

Question

[intro.execution]/12中术语volatile的相关性是什么？

[简介执行]/12：

读取由volatile指定的对象、修改对象、调用库I/O函数或调用执行这些操作的函数都是副作用，这些都是执行环境状态的变化。表达式（或子表达式）的计算通常包括值计算（包括确定用于glvalue计算的对象的标识和获取之前分配给对象用于prvalue计算的值）和副作用的启动。当对库I/O函数的调用返回或对易失性对象的访问进行评估时，即使调用（如I/O本身）或易失性访问暗示的某些外部操作可能尚未完成，副作用也被视为已完成。

Answer 1

volatile的全部目的是向编译器表明“您实际上不知道访问这个变量的结果是什么，所以不要弄乱它”。

例如，我们有：

 int x = 7;
 ...
 int func1()
 {
   return x;
 }
 ...
 int func2()
 {
    return func1() + func1();
 }

编译器可以（有些人认为应该）将其转换为返回2*func1（） [只需一次加法即可轻松计算]。

但是，如果x是一个硬件寄存器[因此return x；的行为实际上类似于return x；]，并且随着每次读取而变化（例如，它是一个计数器寄存器），那么func1（）func1（）不能，也不应该优化为2*func1（） -避免编译器这样做volatile int x 将实现这一点[不幸的是，在普通C代码中无法导致这种行为/需要一些真正的硬件]

硬件寄存器是volatile的正常使用情形（通常与指针结合，但不一定是），寄存器的读取可能会对硬件产生实际的副作用-例如，读取串行端口[或网卡、硬盘或其他]上的fifo寄存器将影响硬件的状态，因为fifo现在已经“前进”了一步。跳过、复制、缓存优化结果或其他此类优化肯定会导致驱动程序代码和硬件的行为方式与程序员想要的不同-如果volatile没有被视为具有副作用，则会出现这种情况。