代码之家 › 专栏 › 技术社区 › ruach

stricit别名冲突:为什么gcc和clang生成不同的输出?

strict-aliasing compiler-optimization clang gcc c

-2

ruach · 技术社区 · 7 年前

当类型转换违反C和C++中的严格混叠规则时,编译器可以以这样的方式进行优化,即错误的常量可以被传播,并且允许不对齐的访问,这会导致性能下降或总线错误。

我编写了一个简单的示例,以了解当我违反gcc&clang中的严格别名规则时编译器如何优化常量。

这是我得到的代码和说明。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int
foo () //different result in C and C++
{
    int x = 1;
    long *fp = (long *)&x;
    *fp = 1234L;

    return x;
}

//int and long are not compatible 
//Wrong constant propagation as a result of strict aliasing violation
long
bar(int *ip, long *lp)
{
    *lp = 20L;
    *ip = 10;

    return *lp;
}

//char is always compatible with others
//constant is not propagated and memory is read
char
car(char *cp, long *lp)
{
    *cp = 'a';
    *lp = 10L;
    return *cp;
}

When I compile the code with the GCC 8.2 with -std=c11 -O3 option.

foo:
  movl $1234, %eax
  ret
bar:
  movq $20, (%rsi)
  movl $20, %eax
  movl $10, (%rdi)
  ret
car:
  movb $97, (%rdi)
  movq $10, (%rsi)
  movzbl (%rdi), %eax
  ret

When I compile the code with the clang 7.0 with -std=c11 -O3 option.

foo: # @foo
  movl $1, %eax
  retq
bar: # @bar
  movq $20, (%rsi)
  movl $10, (%rdi)
  movl $20, %eax
  retq
car: # @car
  movb $97, (%rdi)
  movq $10, (%rsi)
  movb (%rdi), %al
  retq

bar和car函数生成几乎相同的指令序列,两种情况下返回值相同; 酒吧违反规则,并传播常量;以及汽车不会违反,从内存中读取正确的值。

但是,对于违反严格混叠规则的foo函数,在gcc和clang中生成不同的输出;gcc传播存储在内存中的正确值(但不使用内存引用),clang传播错误的值。似乎两个编译器都将常量传播作为其优化,但为什么两个编译器生成不同的结果呢?这是否意味着GCC会自动发现foo函数中存在严格的别名冲突并传播正确的值?

为什么它们显示不同的指令流和结果?