volatile修飾について

質問

組み込み系等でよく用いられる、volatile修飾子について質問させてください。
たまに、"volatile const int aaa" などと宣言された変数を見かけることがあります。
volatileやconstの意味はわかっているつもりですが、"const int aaa"ではなく、"volatile const int aaa"と宣言しなくてならないケースというのは、どういった場合があるのでしょうか？
具体的なコードで例を示していただけると助かります。
以上、よろしくお願いします。

回答No.3

jacta · ベストアンサー

> 私のつたない認識では、const宣言された変数はROMにマッピングされるものと思っております。

const修飾されたオブジェクトがROMに配置されるのは、非volatileの場合だけです。volatile修飾された場合は、const修飾子が付いていても初期化子も省略できます。これは組み込みであろうがなかろうが同じことです（コンパイラの不具合や非標準処理系の場合は知りません）。

> どんな要因でもaaaが変更されることはなく、つまりvolatileをつける意味がないように思えるのです。

先に書いたように、volatileが付いていれば原則としてRAMに配置されませんし、制御レジスタやI/Oポートの場合はリンカやアセンブラで指定したり、(*(const volatile unsigned char*)0x123456)のように定義したマクロなどを使うでしょうから、十分意味あることです。

仮にaaaがROMに配置された場合でも、バンク切り替えやフラッシュメモリの書き換えで値が変化する可能性はいくらでも考えられますね。

お礼

>const修飾されたオブジェクトがROMに配置されるのは、非volatileの場合だけです

知りませんでした。
大変勉強になりました。ありがとうございます

回答No.5

rigidbody

>"volatile aaa"でいいような気がして
ん？論点が摩り替わってしまっていますよ。命題は「volatileが必要か否か」ですよね？が、返信内容は「const intが必要か否か」になってしまっています。これではどちらを知りたいのか分かりません。

私が言いたい結論は、
「命題のvolatileコードを書いた人の意図は、"変数aaaに最適化操作を施さない絶対の安全性を保証したかった"のでは？」
という事です。

>constで宣言された変数はROM上にマッピングされる
いいえ、volatile無しの変数なら必ず割り当てられる保証はありません。
前回お話した通りコンパイル時、前段処理が「const変数が何処にも使われた形跡が無い」と判断したら、後段処理(オプティマイザ)が「じゃあ削除しちゃえ！」とするような環境もあるからです。無い物をROMに割り当てる事はありませんから。

コンパイラの目には使われた形跡が無くとも、実は使っている場合もある訳です。間接的な参照の仕方をするコーディングも行えるからです(既述)。こういう時は、最適化段で勝手な真似をして欲しくない訳です。

お礼

大変参考になりました。
理解できました。ありがとうございました。

回答No.4

jacta

#3です。
一箇所下記間違いました。

> volatileが付いていれば原則としてRAMに配置されませんし

×RAMに配置されません
○ROMに配置されません

回答No.2

rigidbody

>どういった場合があるのでしょうか？
オプティマイザによる削除を避ける為ではないでしょうか。

一見 aaaを参照するコードが見当たらないようなソースがあったとします。
それをコンパイルすると、オプティマイザによってはaaaを削除される場合があります。が、valatile指定によりそれを避けようという意図ではないでしょうか。

一見、aaaを使わないように見えても、実際には即値アドレッシングによるポートアクセス等で、aaaを使う場合があります。が、コンパイラはそれを見抜く事ができない訳です。

こういう希な状況下においてvolatileを使ったのではないか、と推測しました。

お礼

回答ありがとうございます。
私のうすい知識では、おっしゃているような状況では、"volatile aaa"でいいような気がしてしまいます。
組み込みでは、constで宣言された変数はROM上にマッピングされるため、値がどういう状況下でも変わらないと思っています。
間違ってますでしょうか？

回答No.1

jacta

早い話が入力ポートのようなものがconst volatile修飾されます。他には受信バッファなどもそうかと思います。

要するに、Cの文脈で値を変更することはできないけれども、別の要因で、読み込むたびに値が変化する可能性があるようなオブジェクトに対して指定します。

お礼

早速の回答ありがとうございます。
私のつたない認識では、const宣言された変数はROMにマッピングされるものと思っております。
どんな要因でもaaaが変更されることはなく、つまりvolatileをつける意味がないように思えるのです。