C静态内联参数评估优化

Question

假设一个 API，其中每个函数都返回一个错误代码，如果没有错误，错误代码为零，错误值则为非零。

让

int foo(...);
int bar(...);

在此 API 中发挥作用。假设有一个代码片段，其中必须按顺序调用 foo 和 bar 并且应该始终 调用 foo 和 bar，无论先前的错误如何，但要传播第一个返回的非零错误代码，即

int foobar(...)
{
    int rc = 0, rc_;
    /* ... */
    rc_ = foo(...); rc = rc ? rc : rc_;
    rc_ = bar(...); rc = rc ? rc : rc_;
    return rc;
}

编写 rc,rc_ 多路复用很累而且容易出错(无论是否使用三元运算符，if/else 或其他东西)。

让传播辅助函数出现错误

static inline
int rc_propagate(int r, int p){ return p ? p : r; }

这可以像这样在 foobar 中使用

int foobar(...)
{
    int rc = 0;
    /* ... */
    rc = rc_propagate(foo(...), rc);
    rc = rc_propagate(bar(...), rc);
    return rc;
}

C 标准是否允许通过将静态内联函数 rc_propagate 的第一个参数的评估拉入三元来进行优化，以便它可能由于三元运算符评估规则而无法执行如果第二个参数 p 不为零？

Answer 1

只要程序保持不变，编译器(或硬件)就可以优化程序¹，也就是说，您无法证明所执行的程序与之前的程序不同你写的。

在这种情况下，您编写的程序将始终调用外部函数，因为它不存在于可能无法计算的三元运算符中。该函数可能有不同的有趣副作用，并且编译器不知道。这意味着程序的优化版本将不得不在某个时候调用外部函数(代码可能会重新排序)以保持该行为。

如果那不是真的，您可以证明所执行的程序与您编写的程序不同。这样做很容易；将 printf(或等效)语句放入外部函数调用中。

<子>1。执行时存在的抽象程序的概念，而不是生成的机器代码或可执行文件。

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使用来自权威的论据，您可以看到没有编译器实际上会优化对 foo() 和 bar() 的调用:

带有 -O2 的 gcc 版本 4.9.2、5.3 或 6.1:

foobar():
pushq   %rbx    
call    foo()    
movl    %eax, %ebx    
call    bar()    
testl   %ebx, %ebx    
cmove   %eax, %ebx    
movl    %ebx, %eax    
popq    %rbx    
ret

带有 -O2 的 clang 版本 3.7.1 或 3.8:

foobar():                          
pushq   %rbx    
callq   foo()    
movl    %eax, %ebx    
callq   bar()    
testl   %ebx, %ebx    
cmovnel %ebx, %eax    
popq    %rbx