标准在哪里定义了可变变量可以更改？

Question

标准在哪里定义易失性变量可以在未被检测到的情况下发生变化？

我发现了两个关于不稳定的规范性文本：

简介。执行/7：

读取由volatile glvalue（[basic.lval]）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函数的调用返回或通过易失性glvalue的访问被评估时，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。

这一段是关于未被发现的变化吗？副作用可能是这个意思吗？

或者有dcl。类型简历/5：

通过易失性glvalue访问的语义学是实现定义的。如果尝试通过使用非易失性glvalue访问使用易失性限定类型定义的对象，则行为是未定义的。

这一段是关于我的问题吗？“通过易失性glvalue进行访问的语义是实现定义的”到底意味着什么？你能举例说明不同的“访问语义”吗？

还有dcl。类型简历6，关于我的问题，但这只是一个注释：

[ 注意：volatile是对实现的一种提示，以避免涉及对象的激进优化，因为对象的值可能会通过实现无法检测到的方式进行更改。此外，对于某些实现，volatile可能表示访问对象需要特殊的硬件指令。有关详细的语义，请参见[简介执行]。一般来说，volatile的语义在C中与在C中相同- 结束注释 ]

Answer 1

易失性只是对编译器的请求，要求它为每次访问从内存中重新加载变量。它适用于2个常见用例：

• 变量可以被不同的线程（甚至可以被授予对该内存区域的写访问权限的不同程序）或内核模式代码（例如通过特殊驱动程序）更改
• 这个变量代表一个物理内存寄存器，主要用于内核模式编程，或者在没有用户/内核模式概念的操作系统上，如旧的MS/DOS。

一旦您知道了这一点，标准中的不同引用都是有意义的。

正在读取由易失性glvalue（[basic.lval]）指定的对象。。。都是副作用，即执行环境状态的变化。

读取硬件寄存器可能会对底层系统产生影响，这就是为什么它被称为可观察到的副作用的原因。

通过易失性glvalue访问的语义学是实现定义的。如果尝试通过使用非易失性glvalue访问使用易失性限定类型定义的对象，则行为是未定义的。

如果使用非易失性指针访问易失性硬件寄存器，编译器可能会缓存以前的值，而不会执行物理访问。

[ 注意：volatile是对实现的一种提示，以避免涉及对象的激进优化，因为对象的值可能会通过实现无法检测到的方式进行更改。此外，对于某些实现，volatile可能表示访问对象需要特殊的硬件指令。有关详细的语义，请参见[简介执行]。一般来说，volatile的语义在C中与在C中相同- 结束注释 ]

一些实现可以为特殊的低级别io端口操作保留内存区域。在这种情况下，可能需要volatile说明符和特殊内存区域地址的组合来验证转换或具有特殊io操作的正常内存访问操作。

Answer 2

这里的关键是“执行环境状态的变化”

执行环境是程序外部的环境。这可能包括操作系统、文件系统、屏幕等等。这通常是不可预测的。您不能假设如果将0写入文件，则该文件不会被另一个进程用1覆盖。

volatile变量在逻辑上是该执行环境的一部分。就C而言，环境可以枚举、读取和写入它们，就像文件一样。这可能在您的程序不知道的情况下发生。

另一方面，你的实现实现了你的程序和它的执行环境之间的联系，所以它确实知道可能会发生什么。如果它有某种私有RAM磁盘实现，那么它可能知道某些文件名在操作系统文件系统中是不可见的。它可能知道易失性int i存在于CPU寄存器中，因此无法通过内存映射访问它。这都是C标准允许的。它只是笼统地谈论了执行环境，实现必须更加精确。这就是“实现定义的语义学”的意思。