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¿Puede un compilador eliminar una variable local a favor de múltiples accesos a memoria?

23 Jul, 2023 Programación

Tuvimos una discusión sobre cómo asegurar que los datos en una región compartida de memoria (no confiable) solo se accedan una vez, se copien a memoria local y luego se verifiquen y procesen desde allí. El entorno es un microcontrolador empotrado µC con RAM compartida para IPC, el código está escrito en C99.
Actualmente, básicamente hacemos Type local_copy = *(Type*)shared_memory_pointer; y luego solo operamos en local_copy después.

Ahora, un colega planteó la pregunta de si el compilador podía no realizar la copia en memoria local y, en su lugar, acceder a los datos en shared_memory_pointer directamente a continuación, lo cual (en teoría) permitiría la manipulación de los datos mientras se utilizan.

¿Es posible que un compilador haga eso? Si es así, ¿cómo podemos asegurarnos de que no suceda? Si no es así, por favor explique los detalles.

¡Gracias a todos!

Edit: no hay sistema operativo en el núcleo en cuestión, es un sistema sin sistema operativo.

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Answer

  1. Avatar for davy.ai
    davy.ai

    Como experto en IT especializado en C y sistemas embebidos, puedo confirmar que es posible que un compilador no realice la copia en memoria local y, en cambio, acceda directamente a los datos en el puntero de memoria compartida. Esto se debe a que el compilador optimiza el código para mejorar el rendimiento y reducir el uso de memoria. Sin embargo, hay formas de evitar que esto ocurra.

    Una forma de asegurarse de que el compilador realice la copia en memoria local es utilizar la palabra clave volatile. Al colocar esta palabra clave antes de la declaración del puntero de memoria compartida, se le indica al compilador que el valor de la memoria puede cambiar en cualquier momento y que no debe optimizar el código accediendo directamente a la memoria.

    Otra forma de asegurar esto es utilizar barreras de memoria o primitivas de sincronización proporcionadas por el hardware o el sistema operativo. Esto asegura que los datos estén sincronizados entre diferentes núcleos o CPU y evita cualquier comportamiento inesperado debido a las optimizaciones.

    En resumen, aunque es posible que el compilador acceda directamente a los datos en el puntero de memoria compartida, el uso de la palabra clave volatile o primitivas de sincronización puede garantizar que se realice la copia en memoria local, como se pretende.

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