这种叮当作响的优化是一个bug吗?

在OSX High Sierra上使用clang用-O3编译一些代码时,我遇到了一个有趣的问题。代码如下:

#include <stdint.h>
#include <limits.h> /* for CHAR_BIT */
#include <stdio.h> /* for printf() */
#include <stddef.h> /* for size_t */

uint64_t get_morton_code(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t z)
{
    /* Returns the number formed by interleaving the bits in x, y, and z, also
     * known as the morton code.
     *
     * See https://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#InterleaveTableO
bvious.
     */
    size_t i;
    uint64_t a = 0;

    for (i = 0; i < sizeof(x)*CHAR_BIT; i++) {
        a |= (x & 1U << i) << (2*i) | (y & 1U << i) << (2*i + 1) | (z & 1U << i)
 << (2*i + 2);
    }

    return a;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("get_morton_code(99,159,46) = %llu\n", get_morton_code(99,159,46));
    return 0;
}

使用编译时 cc -O1 -o test_morton_code test_morton_code.c 我得到以下输出:

get_morton_code(99,159,46) = 4631995

这是正确的。但是,在使用编译时 cc -O3 -o test_morton_code test_morton_code.c :

get_morton_code(99,159,46) = 4294967295

这是错误的。

奇怪的是,当从 -O2 到 -O3 而在上面的最小工作示例中,从 -O1 到 -氧气 。

这是编译器优化中的一个bug,还是我做了一些愚蠢的事情,只有在编译器进行更积极的优化时才会出现?

我正在使用以下版本的clang:

snotdaqs-iMac:snoFitter snoperator$ cc --version
Apple LLVM version 9.1.0 (clang-902.0.39.1)
Target: x86_64-apple-darwin17.5.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin