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path: root/Documentation/translations/zh_TW/process/volatile-considered-harmful.rst
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authorDaniel Baumann <daniel.baumann@progress-linux.org>2024-04-07 18:49:45 +0000
committerDaniel Baumann <daniel.baumann@progress-linux.org>2024-04-07 18:49:45 +0000
commit2c3c1048746a4622d8c89a29670120dc8fab93c4 (patch)
tree848558de17fb3008cdf4d861b01ac7781903ce39 /Documentation/translations/zh_TW/process/volatile-considered-harmful.rst
parentInitial commit. (diff)
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linux-2c3c1048746a4622d8c89a29670120dc8fab93c4.zip
Adding upstream version 6.1.76.upstream/6.1.76upstream
Signed-off-by: Daniel Baumann <daniel.baumann@progress-linux.org>
Diffstat (limited to 'Documentation/translations/zh_TW/process/volatile-considered-harmful.rst')
-rw-r--r--Documentation/translations/zh_TW/process/volatile-considered-harmful.rst110
1 files changed, 110 insertions, 0 deletions
diff --git a/Documentation/translations/zh_TW/process/volatile-considered-harmful.rst b/Documentation/translations/zh_TW/process/volatile-considered-harmful.rst
new file mode 100644
index 000000000..097fe8035
--- /dev/null
+++ b/Documentation/translations/zh_TW/process/volatile-considered-harmful.rst
@@ -0,0 +1,110 @@
+.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
+
+.. _tw_volatile_considered_harmful:
+
+.. include:: ../disclaimer-zh_TW.rst
+
+:Original: :ref:`Documentation/process/volatile-considered-harmful.rst
+ <volatile_considered_harmful>`
+
+如果想評論或更新本文的內容,請直接聯繫原文檔的維護者。如果你使用英文
+交流有困難的話,也可以向中文版維護者求助。如果本翻譯更新不及時或者翻
+譯存在問題,請聯繫中文版維護者::
+
+ 英文版維護者: Jonathan Corbet <corbet@lwn.net>
+ 中文版維護者: 伍鵬 Bryan Wu <bryan.wu@analog.com>
+ 中文版翻譯者: 伍鵬 Bryan Wu <bryan.wu@analog.com>
+ 中文版校譯者: 張漢輝 Eugene Teo <eugeneteo@kernel.sg>
+ 楊瑞 Dave Young <hidave.darkstar@gmail.com>
+ 時奎亮 Alex Shi <alex.shi@linux.alibaba.com>
+ 胡皓文 Hu Haowen <src.res@email.cn>
+
+爲什麼不應該使用「volatile」類型
+================================
+
+C程式設計師通常認爲volatile表示某個變量可以在當前執行的線程之外被改變;因此,在內核
+中用到共享數據結構時,常常會有C程式設計師喜歡使用volatile這類變量。換句話說,他們經
+常會把volatile類型看成某種簡易的原子變量,當然它們不是。在內核中使用volatile幾
+乎總是錯誤的;本文檔將解釋爲什麼這樣。
+
+理解volatile的關鍵是知道它的目的是用來消除優化,實際上很少有人真正需要這樣的應
+用。在內核中,程式設計師必須防止意外的並發訪問破壞共享的數據結構,這其實是一個完全
+不同的任務。用來防止意外並發訪問的保護措施,可以更加高效的避免大多數優化相關的
+問題。
+
+像volatile一樣,內核提供了很多原語來保證並發訪問時的數據安全(自旋鎖, 互斥量,內
+存屏障等等),同樣可以防止意外的優化。如果可以正確使用這些內核原語,那麼就沒有
+必要再使用volatile。如果仍然必須使用volatile,那麼幾乎可以肯定在代碼的某處有一
+個bug。在正確設計的內核代碼中,volatile能帶來的僅僅是使事情變慢。
+
+思考一下這段典型的內核代碼::
+
+ spin_lock(&the_lock);
+ do_something_on(&shared_data);
+ do_something_else_with(&shared_data);
+ spin_unlock(&the_lock);
+
+如果所有的代碼都遵循加鎖規則,當持有the_lock的時候,不可能意外的改變shared_data的
+值。任何可能訪問該數據的其他代碼都會在這個鎖上等待。自旋鎖原語跟內存屏障一樣—— 它
+們顯式的用來書寫成這樣 —— 意味著數據訪問不會跨越它們而被優化。所以本來編譯器認爲
+它知道在shared_data裡面將有什麼,但是因爲spin_lock()調用跟內存屏障一樣,會強制編
+譯器忘記它所知道的一切。那麼在訪問這些數據時不會有優化的問題。
+
+如果shared_data被聲名爲volatile,鎖操作將仍然是必須的。就算我們知道沒有其他人正在
+使用它,編譯器也將被阻止優化對臨界區內shared_data的訪問。在鎖有效的同時,
+shared_data不是volatile的。在處理共享數據的時候,適當的鎖操作可以不再需要
+volatile —— 並且是有潛在危害的。
+
+volatile的存儲類型最初是爲那些內存映射的I/O寄存器而定義。在內核里,寄存器訪問也應
+該被鎖保護,但是人們也不希望編譯器「優化」臨界區內的寄存器訪問。內核里I/O的內存訪問
+是通過訪問函數完成的;不贊成通過指針對I/O內存的直接訪問,並且不是在所有體系架構上
+都能工作。那些訪問函數正是爲了防止意外優化而寫的,因此,再說一次,volatile類型不
+是必需的。
+
+另一種引起用戶可能使用volatile的情況是當處理器正忙著等待一個變量的值。正確執行一
+個忙等待的方法是::
+
+ while (my_variable != what_i_want)
+ cpu_relax();
+
+cpu_relax()調用會降低CPU的能量消耗或者讓位於超線程雙處理器;它也作爲內存屏障一樣出
+現,所以,再一次,volatile不是必需的。當然,忙等待一開始就是一種反常規的做法。
+
+在內核中,一些稀少的情況下volatile仍然是有意義的:
+
+ - 在一些體系架構的系統上,允許直接的I/0內存訪問,那麼前面提到的訪問函數可以使用
+ volatile。基本上,每一個訪問函數調用它自己都是一個小的臨界區域並且保證了按照
+ 程式設計師期望的那樣發生訪問操作。
+
+ - 某些會改變內存的內聯彙編代碼雖然沒有什麼其他明顯的附作用,但是有被GCC刪除的可
+ 能性。在彙編聲明中加上volatile關鍵字可以防止這種刪除操作。
+
+ - Jiffies變量是一種特殊情況,雖然每次引用它的時候都可以有不同的值,但讀jiffies
+ 變量時不需要任何特殊的加鎖保護。所以jiffies變量可以使用volatile,但是不贊成
+ 其他跟jiffies相同類型變量使用volatile。Jiffies被認爲是一種「愚蠢的遺留物"
+ (Linus的話)因爲解決這個問題比保持現狀要麻煩的多。
+
+ - 由於某些I/0設備可能會修改連續一致的內存,所以有時,指向連續一致內存的數據結構
+ 的指針需要正確的使用volatile。網絡適配器使用的環狀緩存區正是這類情形的一個例
+ 子,其中適配器用改變指針來表示哪些描述符已經處理過了。
+
+對於大多代碼,上述幾種可以使用volatile的情況都不適用。所以,使用volatile是一種
+bug並且需要對這樣的代碼額外仔細檢查。那些試圖使用volatile的開發人員需要退一步想想
+他們真正想實現的是什麼。
+
+非常歡迎刪除volatile變量的補丁 - 只要證明這些補丁完整的考慮了並發問題。
+
+注釋
+----
+
+[1] https://lwn.net/Articles/233481/
+[2] https://lwn.net/Articles/233482/
+
+致謝
+----
+
+最初由Randy Dunlap推動並作初步研究
+由Jonathan Corbet撰寫
+參考Satyam Sharma,Johannes Stezenbach,Jesper Juhl,Heikki Orsila,
+H. Peter Anvin,Philipp Hahn和Stefan Richter的意見改善了本檔。
+