为必须是平凡可复制的volatile结构分配一个值

Question

我有一个struct需要声明一些实例的实例，volatile因为它们代表与驱动程序共享的内存（即，该内存可能会被我的C ++程序外部的进程更改）。该struct也需要平凡的，可复制的，因为我会用一些代码，要求所有的投入是平凡的，可复制来分享它的实例。这两个要求似乎意味着我不可能安全地为volatile实例分配新的值struct。

这是我要执行的操作的简化示例：

struct foo {
    uint16_t a;
    uint16_t b;
};

int main() {
    static_assert(std::is_trivially_copyable<foo>::value, "Oh no!");
    volatile foo vfoo;
    foo foo_value{10, 20};
    vfoo = foo_value;
}

如果我尝试使用g ++进行编译，则它会vfoo = foo_value与“错误：将'volatile foo'传递为'this'参数而丢弃限定符”一起失败。根据这个问题，那是因为隐式定义的赋值运算符未声明为volatile，而我需要定义一个volatile拷贝赋值运算符才能分配给volatile对象。但是，如果我这样做：

struct foo {
    uint16_t a;
    uint16_t b;
    volatile foo& operator=(const foo& f) volatile {
        if(this != &f) {
            a = f.a;
            b = f.b;
        }
        return *this;
    }
}

然后，静态断言将失败，因为foo如果具有用户定义的赋值运算符，则该静态断言将不再是普通复制的。

由于编译器显然已决定不允许我执行此非常简单的操作，因此我目前正在使用以下解决方法：

int main() {
    static_assert(std::is_trivially_copyable<foo>::value, "Oh no!");
    volatile foo vfoo;
    foo foo_value{10, 20};
    memcpy(const_cast<foo*>(&vfoo), &foo_value, sizeof(foo));
    std::atomic_signal_fence(std::memory_order_acq_rel);
}

显然，抛弃这volatile不是一个好主意，因为这意味着现在允许编译器违反volatile应该执行的语义（即，将代码中的每次读取和写入都转换为实际的读取或写入内存）。我试图通过用来代替赋值来减轻这种情况memcpy，这应该意味着编译器无法优化写操作（即使它认为该写操作对于程序的其余部分也不可见），并添加了内存屏障在分配之后，这意味着编译器不能选择将写入延迟到很晚。

这是我能做的最好的吗？是否有更好的解决方法更接近正确的语义volatile？还是有办法让编译器让我为volatile结构分配一个新值，而又不使该结构不可复制？

Answer 1

如果您不一定需要使用赋值运算符（即，如果您认为memcpy替代方法可行），则可以编写一个非运算符赋值函数：

volatile foo& volatile_assign(volatile foo& f, const foo& o) {
    if(&f != &o) {
        f.a = o.a;
        f.b = o.b;
    }
    return f;
}

如果愿意，可以使用成员函数。

我是根据您的示例编写的，但是考虑到自赋值检查对于可变语义是否有效。难道不应该重写相同的值吗？除非对象实际上是非易失性的，否则我认为这种情况甚至都不成立，因为否则我们将通过非易失性引用读取易失性对象（也许您还需要其他操作数的易失性限定）。