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>
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6.. _it_volatile_considered_harmful:
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8Perché la parola chiave "volatile" non dovrebbe essere usata
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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.
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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.
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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.
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35Considerate questo tipico blocco di codice kernel::
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37    spin_lock(&the_lock);
38    do_something_on(&shared_data);
39    do_something_else_with(&shared_data);
40    spin_unlock(&the_lock);
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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.
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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.
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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.
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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::
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74    while (my_variable != what_i_want)
75        cpu_relax();
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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.
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83Ci sono comunque alcune rare situazioni dove l'uso di *volatile* nel kernel
84ha senso:
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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.
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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.
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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.
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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] https://lwn.net/Articles/233481/
123
124[2] https://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.
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