编译器如何优化对`static mut`的读/写？

Question

我编写的代码有点像这样：

#![no_std]

static mut DATA: usize = 0;

#[no_mangle]
pub unsafe fn update() {
    DATA = 1;
}

#[no_mangle]
pub unsafe fn wait_for_data() {
    while DATA == 0 {}
    DATA = 1;
}

在我的例子中，

update

函数由硬件中断调用，并且

wait_for_data

在主程序中运行。因此，我们可以假设

DATA

在

while

循环期间会发生变化。我假设

static mut

会告诉编译器该地址可以在多个并发执行线程之间共享。但是，编译器会通过在第一次迭代时跳转到无限循环 if

DATA == 0

来优化此代码。

现在我的问题是：

• 编译器是否假设不会发生对

  DATA

  的并发访问？
• 此用例是否需要易失性读/写或原子？

Answer 1

问题是，你告诉编译器你知道你在做什么（

wait_for_data

是

unsafe

）。但是使用

PartialEq

（通过

==

）意味着

wait_for_data

需要共享对

DATA

的引用（签名是

fn eq(&self, other: &Rhs) -> bool;

），所以你保证，不存在对

DATA

的 mutalbe 引用，因为那将是UB 每：

• 打破指针别名规则。 Box、&mut T 和 &T 遵循 LLVM 的作用域 noalias 模型，除非 &T 包含 UnsafeCell。参考文献和盒子在使用时不得悬挂。确切的活跃持续时间没有指定，但存在一些界限：

  • 作为参考，活跃持续时间的上限由借用检查器分配的语法生命周期决定；它的寿命不能超过该寿命。
  • 每次将引用或框传递给函数或从函数返回时，它都被视为活动。
  • 当引用（但不是 Box！）传递给函数时，它至少与该函数调用一样长，除非 &T 包含 UnsafeCell。

  当这些类型的值在复合类型的（嵌套）字段中传递时，所有这些也适用，但不在指针间接后面传递。

因此编译器可以安全地假设

DATA

不会改变，并优化循环。