C 优化：为什么编译器不将对象视为常量？

Question

编译下面的C模块

static const int i = 1;

void f (const int *i);

int g (void)
{
  f (&i);
  return i;
}

在 x86_64 处理上使用 gcc -S -O3 会为函数 g 生成以下程序集：

g:
        leaq    i(%rip), %rdi
        subq    $8, %rsp
        call    f@PLT
        movl    $1, %eax           # inlined constant as an immediate
        addq    $8, %rsp
        ret

换句话说，return 语句被编译为将常量$1 移动到返回寄存器%eax，这是有道理的，因为i 被声明为常量。

---

但是，如果我删除那个 const 以便我拥有

static int i = 1;

void f (const int *i);

int g (void)
{
  f (&i);
  return i;
}

gcc -S -O3 的输出突然变成：

g:
        leaq    i(%rip), %rdi
        subq    $8, %rsp
        call    f@PLT
        movl    i(%rip), %eax     # reload i
        addq    $8, %rsp
        ret

即在调用f之后，显式地从内存中加载返回值。

为什么会这样？ f 的参数被声明为指向常量 int 的指针，因此不应允许 f 更改 i。此外，f 无法通过非常量引用调用修改 i 的函数，因为唯一的此类函数可能是 g，因为 i 被声明为静态。

Answer 1

将指向 const 的指针转换为指向非 const 的指针并修改被引用的对象并不是未定义的行为，只要引用的对象未声明为 const。

6.7.3p6 说：“如果尝试通过使用具有非 const 限定类型的左值来修改使用 const 限定类型定义的对象，则行为未定义。”

Answer 2

改变情况。身体是已知的。无需特殊操作。

static int i = 1;

__attribute__((noinline)) void f (int *i)
{
    *i *=2;
}

int g (void)
{
  f (&i);
  return i;
}


f:
  sal DWORD PTR [rdi]
  ret
g:
  mov edi, OFFSET FLAT:i
  call f
  mov eax, DWORD PTR i[rip]
  ret
i: