Visual Studio 2013 在 /OPT:ICF 存在的情况下是否正确优化？答案

【问题标题】：Is Visual Studio 2013 optimizing correctly in the presence of /OPT:ICF?Visual Studio 2013 在 /OPT:ICF 存在的情况下是否正确优化？
【发布时间】：2015-05-17 09:22:27
【问题描述】：

我希望以下程序始终返回 0。但是，对于 Visual Studio 2013（更新 4），程序在发布版本中退出 1。我不确定这是否是一个错误，或者编译器的优化器是否正确并且依赖于某些边缘行为。如果关闭了 CONST 宏，则 release exe 返回 0。如果优化器确实正确，我能得到允许它发出代码的原因吗？

#if 1
#   define CONST const
#else
#   define CONST
#endif


class TypeId {
public:
    bool operator== (TypeId const & other) const
    {
        return id == other.id;
    }

private:
    TypeId (void const * id)
        : id(id)
    {}

public:
    template <typename T>
    static TypeId Get ()
    {
        static char CONST uniqueMemLoc = 0;
        return TypeId(&uniqueMemLoc);
    }

private:
    void const * id;
};


int main(int, char **)
{
    typedef int A;
    typedef unsigned int B;

    if (TypeId::Get<A>() == TypeId::Get<B>()) {
        return 1;
    }
    return 0;
}

【问题讨论】：

我认为优化器不正确。
可能与 MSVC 中的 COMDAT 折叠有关。
是的，/opt:noicf 修复了它。
@ShafikYaghmour MSDN documentation 似乎暗示这是故意的：“因为 /OPT:ICF 可能导致将相同的地址分配给不同的函数或只读数据成员（由使用 /Gy)，它可以破坏依赖于函数或只读数据成员的唯一地址的程序。有关详细信息，请参阅 /Gy（启用函数级链接）。"
@usr 等一下，我刚刚完整阅读了这篇文章，上面写着Please note, the ICF optimization will only be applied for identical COMDATs where their address is not taken，这表明它不适用于这种情况。

标签： c++ c++11 visual-studio-2013 optimization

【解决方案1】：

根据草案 C++11 标准部分 14.8[temp.fct.spec] 说，这似乎不是一个有效的优化（强调我的未来):

从模板实例化的每个函数模板特化都有它自己的任何静态变量的副本。 [ 例子：
template<class T> void f(T* p) {
static T s;
};
void g(int a, char* b) {
    f(&a); // calls f<int>(int*)
    f(&b); // calls f<char*>(char**)
}
这里 f(int*) 有一个 int 类型的静态变量 s 和 f(char**) 有一个 char* 类型的静态变量 s。 ——结束示例]

由于您使用变量的地址折叠它们会影响可观察到的行为，这将违反as-if rule。

T.C.指出/opt:noicf 防止了不合格行为。

Matt McNabb 指出/OPT (Optimizations) documentation 包含以下注释：

因为 /OPT:ICF 会导致分配相同的地址不同的函数或只读数据成员（常量变量使用 /Gy 编译），它可以破坏依赖于唯一的程序函数或只读数据成员的地址。更多信息，请参阅 /Gy（启用功能级链接）。

这表明这可能是故意的不合格行为。 Ben Voigt says in a comment now moved to chat 这确实意味着优化可能不一致，但这一点值得商榷。

用户 usr linked 到 MS blog post: Introducing ‘/Gw’ Compiler Switch，它说：

请注意，ICF 优化仅适用于相同的 COMDAT 的地址不被采用，并且它们是只读的。如果一个数据不是地址，然后通过 ICF 打破地址唯一性不会导致任何可观察到的差异，因此它是有效的并且符合标准。

后来的评论说：

即使它自己完全符合标准，但当结合 /Gy 可能会导致潜在的破坏行为。

据我所知，为了使 /Gy 生效 const 变量 __declspec(selectany) 必须使用，但在文档中可能会更清楚。

至少我们可以看到/Gw 不应引入不合格行为，但/Gy 与/Gw 结合可能。

【讨论】：

评论不用于扩展讨论；这个对话是moved to chat。

【解决方案2】：

不，此优化不符合 C++ 标准。 uniqueMemLoc 的声明为模板的每个实例定义了一个唯一的对象，每个对象都有自己的地址。

（如果您使用了字符串文字，情况就不同了。在这种情况下优化将是有效的。）

【讨论】：