volatile-considered-harmful.rst (6722B)
1.. include:: ../disclaimer-ita.rst 2 3:Original: :ref:`Documentation/process/volatile-considered-harmful.rst <volatile_considered_harmful>` 4:Translator: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it> 5 6.. _it_volatile_considered_harmful: 7 8Perché la parola chiave "volatile" non dovrebbe essere usata 9------------------------------------------------------------ 10 11Spesso i programmatori C considerano volatili quelle variabili che potrebbero 12essere cambiate al di fuori dal thread di esecuzione corrente; come risultato, 13a volte saranno tentati dall'utilizzare *volatile* nel kernel per le 14strutture dati condivise. In altre parole, gli è stato insegnato ad usare 15*volatile* come una variabile atomica di facile utilizzo, ma non è così. 16L'uso di *volatile* nel kernel non è quasi mai corretto; questo documento ne 17descrive le ragioni. 18 19Il punto chiave da capire su *volatile* è che il suo scopo è quello di 20sopprimere le ottimizzazioni, che non è quasi mai quello che si vuole. 21Nel kernel si devono proteggere le strutture dati condivise contro accessi 22concorrenti e indesiderati: questa è un'attività completamente diversa. 23Il processo di protezione contro gli accessi concorrenti indesiderati eviterà 24anche la maggior parte dei problemi relativi all'ottimizzazione in modo più 25efficiente. 26 27Come *volatile*, le primitive del kernel che rendono sicuro l'accesso ai dati 28(spinlock, mutex, barriere di sincronizzazione, ecc) sono progettate per 29prevenire le ottimizzazioni indesiderate. Se vengono usate opportunamente, 30non ci sarà bisogno di utilizzare *volatile*. Se vi sembra che *volatile* sia 31comunque necessario, ci dev'essere quasi sicuramente un baco da qualche parte. 32In un pezzo di codice kernel scritto a dovere, *volatile* può solo servire a 33rallentare le cose. 34 35Considerate questo tipico blocco di codice kernel:: 36 37 spin_lock(&the_lock); 38 do_something_on(&shared_data); 39 do_something_else_with(&shared_data); 40 spin_unlock(&the_lock); 41 42Se tutto il codice seguisse le regole di sincronizzazione, il valore di un 43dato condiviso non potrebbe cambiare inaspettatamente mentre si trattiene un 44lock. Un qualsiasi altro blocco di codice che vorrà usare quel dato rimarrà 45in attesa del lock. Gli spinlock agiscono come barriere di sincronizzazione 46- sono stati esplicitamente scritti per agire così - il che significa che gli 47accessi al dato condiviso non saranno ottimizzati. Quindi il compilatore 48potrebbe pensare di sapere cosa ci sarà nel dato condiviso ma la chiamata 49spin_lock(), che agisce come una barriera di sincronizzazione, gli imporrà di 50dimenticarsi tutto ciò che sapeva su di esso. 51 52Se il dato condiviso fosse stato dichiarato come *volatile*, la 53sincronizzazione rimarrebbe comunque necessaria. Ma verrà impedito al 54compilatore di ottimizzare gli accessi al dato anche _dentro_ alla sezione 55critica, dove sappiamo che in realtà nessun altro può accedervi. Mentre si 56trattiene un lock, il dato condiviso non è *volatile*. Quando si ha a che 57fare con dei dati condivisi, un'opportuna sincronizzazione rende inutile 58l'uso di *volatile* - anzi potenzialmente dannoso. 59 60L'uso di *volatile* fu originalmente pensato per l'accesso ai registri di I/O 61mappati in memoria. All'interno del kernel, l'accesso ai registri, dovrebbe 62essere protetto dai lock, ma si potrebbe anche desiderare che il compilatore 63non "ottimizzi" l'accesso ai registri all'interno di una sezione critica. 64Ma, all'interno del kernel, l'accesso alla memoria di I/O viene sempre fatto 65attraverso funzioni d'accesso; accedere alla memoria di I/O direttamente 66con i puntatori è sconsigliato e non funziona su tutte le architetture. 67Queste funzioni d'accesso sono scritte per evitare ottimizzazioni indesiderate, 68quindi, di nuovo, *volatile* è inutile. 69 70Un'altra situazione dove qualcuno potrebbe essere tentato dall'uso di 71*volatile*, è nel caso in cui il processore è in un'attesa attiva sul valore 72di una variabile. Il modo giusto di fare questo tipo di attesa è il seguente:: 73 74 while (my_variable != what_i_want) 75 cpu_relax(); 76 77La chiamata cpu_relax() può ridurre il consumo di energia del processore 78o cedere il passo ad un processore hyperthreaded gemello; funziona anche come 79una barriera per il compilatore, quindi, ancora una volta, *volatile* non è 80necessario. Ovviamente, tanto per puntualizzare, le attese attive sono 81generalmente un atto antisociale. 82 83Ci sono comunque alcune rare situazioni dove l'uso di *volatile* nel kernel 84ha senso: 85 86 - Le funzioni d'accesso sopracitate potrebbero usare *volatile* su quelle 87 architetture che supportano l'accesso diretto alla memoria di I/O. 88 In pratica, ogni chiamata ad una funzione d'accesso diventa una piccola 89 sezione critica a se stante, e garantisce che l'accesso avvenga secondo 90 le aspettative del programmatore. 91 92 - I codice *inline assembly* che fa cambiamenti nella memoria, ma che non 93 ha altri effetti espliciti, rischia di essere rimosso da GCC. Aggiungere 94 la parola chiave *volatile* a questo codice ne previene la rimozione. 95 96 - La variabile jiffies è speciale in quanto assume un valore diverso ogni 97 volta che viene letta ma può essere lette senza alcuna sincronizzazione. 98 Quindi jiffies può essere *volatile*, ma l'aggiunta ad altre variabili di 99 questo è sconsigliata. Jiffies è considerata uno "stupido retaggio" 100 (parole di Linus) in questo contesto; correggerla non ne varrebbe la pena e 101 causerebbe più problemi. 102 103 - I puntatori a delle strutture dati in una memoria coerente che potrebbe 104 essere modificata da dispositivi di I/O può, a volte, essere legittimamente 105 *volatile*. Un esempio pratico può essere quello di un adattatore di rete 106 che utilizza un puntatore ad un buffer circolare, questo viene cambiato 107 dall'adattatore per indicare quali descrittori sono stati processati. 108 109Per la maggior parte del codice, nessuna delle giustificazioni sopracitate può 110essere considerata. Di conseguenza, l'uso di *volatile* è probabile che venga 111visto come un baco e porterà a verifiche aggiuntive. Gli sviluppatori tentati 112dall'uso di *volatile* dovrebbero fermarsi e pensare a cosa vogliono davvero 113ottenere. 114 115Le modifiche che rimuovono variabili *volatile* sono generalmente ben accette 116- purché accompagnate da una giustificazione che dimostri che i problemi di 117concorrenza siano stati opportunamente considerati. 118 119Riferimenti 120=========== 121 122[1] http://lwn.net/Articles/233481/ 123 124[2] http://lwn.net/Articles/233482/ 125 126Crediti 127======= 128 129Impulso e ricerca originale di Randy Dunlap 130 131Scritto da Jonathan Corbet 132 133Migliorato dai commenti di Satyam Sharma, Johannes Stezenbach, Jesper 134Juhl, Heikki Orsila, H. Peter Anvin, Philipp Hahn, e Stefan Richter.