为什么 GCC 优化访问全局数组变量

Question

我的代码有问题，因为 gcc 的想法似乎与我的不同。 这是问题的简化版本。

struct foo
{
    uint16_t var;
};

struct foo foos[7];
struct foo foo;
uint16_t update_visual_alert(uint8_t match)
{
    for(uint8_t i; i < 4;i++)
    {
        uint16_t color = 5;
        if(match)
        {
            color = foos[i].var;
        }
        return color;
    }
    return 1;
}

用-01 GCC 正在切割

color = foos[i].var;

Failed

但它正在访问单个全局变量。

color = foo.var;

Working

显然，它不会在没有优化或使用 volatile 关键字的情况下被剪切，无论是在颜色还是结构数组上。 但是添加

printf("%d",&color);

强制 gcc 也访问它们。 为什么 gcc 会优化它？

这是我在应用程序中使用的算法的简化版本，它导致了我忽略值的错误。

Answer 1

gcc 只是阻止了 UB。始终使用 -Wall -Wextra 作为最低警告级别。使用这些选项 gcc 会生成警告：

<source>: In function 'update_visual_alert':
<source>:14:22: warning: 'i' is used uninitialized [-Wuninitialized]
   14 |     for(uint8_t i; i < 4;i++)
      |                    ~~^~~
Compiler returned: 0

没有 UB gcc 做你想做的事（使用-O3）：

struct foo
{
    uint16_t var;
};

struct foo foos[7];
struct foo foo;
uint16_t update_visual_alert(uint8_t match)
{
    for(uint8_t i; i < 4;i++)
    {
        uint16_t color = 5;
        if(match)
        {
            color = foos[i].var;
        }
        return color;
    }
    return 1;
}

update_visual_alert:
        mov     eax, 5
        ret

uint16_t update_visual_alert1(uint8_t match) // no UB
{
    for(uint8_t i = 0; i < 4;i++)
    {
        uint16_t color = 5;
        if(match)
        {
            color = foos[i].var;
        }
        return color;
    }
    return 1;
}

update_visual_alert1:
        test    dil, dil
        mov     eax, 5
        cmovne  ax, WORD PTR foos[rip]
        ret
foo:

顺便说一句，您的循环根本没有意义，因为它总是采用数组第一个元素的值。也永远无法联系到return 1。