Ключевое слово Volatile позволяет получить доступ к константным структурам в UnitTest ++

Question

Я использую инфраструктуру UnitTest ++ для реализации модульных тестов в коде C, за который я отвечаю.Конечный продукт встроен и использует структуры const для хранения информации о конфигурации.Поскольку целевой хост может асинхронно изменять конфигурацию, все члены структуры являются энергозависимыми.Некоторые из структур также объявлены как volatile.

Я получаю ошибки сегментации, когда использую const_cast, чтобы попытаться изменить экземпляры структуры, в которых отсутствует ключевое слово volatile на хосте UnitTest Windows 7.Это имеет смысл для меня.Однако, если экземпляр структуры был объявлен с ключевым словом volatile, то тест проходит успешно.Это не имеет смысла для меня.

Вот краткий пример кода, который показывает проблему с gcc на Win7.Переключение определения значения приводит к тому, что segfault появляется или нет, в зависимости от того, используется ли volatile экземпляр структуры или нет.

typedef struct
{
    volatile int foo;
    volatile int bar;
} TestStruct;

const TestStruct constStruct = { 1, 2};
volatile const TestStruct volatileConstStruct = { 3, 4};

#define SEG_FAULT 0

int main(void)
{
    TestStruct * constPtr = const_cast<TestStruct*>(&constStruct);
    TestStruct * constVolPtr = const_cast<TestStruct*>(&volatileConstStruct);

    #if(SEG_FAULT == 0)
        constVolPtr->foo = 10;
    #else
        constPtr->foo = 20;
    #endif
}

Может кто-нибудь помочь мне понять, почему ключевое слово volatile представляет обходной путь для segfault?Кроме того, может ли кто-нибудь предложить метод, позволяющий мне изменять значения в структуре для модульного теста без добавления ключевого слова volatile во все экземпляры структуры?

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Я только что обнаружил, что вы можете сделать это в C:

#define const

Включение эффективного "const undefine" выше в тестовом приспособлении позволяет моему целевому компилятору видеть ключевое слово const и правильно размещать структуры вфлэш-память.Однако препроцессор в компиляторе UnitTest ++ удаляет ключевое слово const, поэтому мой тестовый прибор может изменять структуру.

Недостатком этого решения является то, что я не могу добавить модульные тесты, которые проверяют правильность работы функции const.звонки.Однако, поскольку удаление const из экземпляров структуры не является вариантом (необходимо, чтобы данные помещались во флэш-память), это является недостатком, с которым мне придется смириться.

Answer 1

Почему это странное поведение?
Изменение const объекта с использованием const_cast является неопределенным поведением .
const_cast используется, когда у вас есть const указатель на неконстантный объект, и вы хотите указать свой указатель на него.

Почему это работает с volatile?
Точно сказать не могу. Тем не менее, это все еще неопределенное поведение, и вам просто повезло, что оно работает.

Проблема с неопределенным поведением заключается в том, что все безопасные ставки отключены, и программа может показать любое поведение. Может показаться, что работает или не может работать. может произойти сбой или показать какое-то странное поведение.
Лучше не писать какой-либо код, демонстрирующий неопределенное поведение, что экономит веские объяснения для таких ситуаций.

Как это решить?
Не объявляйте объекты, которые вы изменяете, как const, так как вы намереваетесь изменить их в ходе вашей программы / теста, они не должны быть const. В настоящее время вы даете обещание компилятору, что ваши объекты структуры являются неизменяемыми (const), но позже вы нарушаете этот контракт, изменяя его. Сделайте это обещание, только если вы можете его сдержать.

Answer 2

Я полагаю, что сноска в стандарте дает вам ответ. (Обратите внимание, что сноски не являются нормативными.)

В п. 6.7.3 стандартного проекта N1570:

132) Реализация может размещать объект const, который не является энергозависимым в области хранения только для чтения.

Это означает, что структура, определенная с помощью ключевого слова volatile, будет помещена в память для чтения и записи, несмотря на то, что она определена const.

Можно утверждать, что компилятору не разрешается помещать какие-либо структуры в постоянную память, поскольку они обе содержат переменные члены. Я бы отправил отчет об ошибке компилятора на вашем месте.

Может кто-нибудь помочь мне понять, почему ключевое слово volatile представляет Обходной путь для Segfault? Кроме того, может кто-нибудь предложить метод позвольте мне изменить значения в структуре для модульного теста без добавить ключевое слово volatile во все экземпляры структуры?

Вы не можете. Объект const помещается в постоянную память, и вы запустите segfault, если будете писать в него. Либо сбросьте const, либо добавьте volatile - я настоятельно рекомендую сбросить const.