c - 为什么有些编译器优化 if(a>0) 而不是 if(*(&a)>0)？

Question

假设我在全局范围内声明:

const int a =0x93191;

在主函数中我有以下条件:

if(a>0)
    do_something

我注意到一个尴尬的事情是 RVDS 编译器将丢弃 if 语句并且目标文件中没有 branch/jmp。

但是如果我写:

if(*(&a)>0)
    do_something

if (cmp 和 branch) 将在编译后的目标文件中。

---

相比之下，GCC 使用 (-O1 或 -O2 或 -O3) 进行优化:

#include <stdio.h>
const a = 3333;

int main()
{
    if (a >333)
        printf("first\n");

return 0;
}

使用-O3编译:

(gdb) disassemble main
Dump of assembler code for function main:
0x0000000100000f10 <main+0>:    push   %rbp
0x0000000100000f11 <main+1>:    mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000f14 <main+4>:    lea    0x3d(%rip),%rdi        # 0x100000f58
0x0000000100000f1b <main+11>:   callq  0x100000f2a <dyld_stub_puts>
0x0000000100000f20 <main+16>:   xor    %eax,%eax
0x0000000100000f22 <main+18>:   pop    %rbp
0x0000000100000f23 <main+19>:   retq   
End of assembler dump.

为了

#include <stdio.h>
const a = 3333;

int main()
{
        if (*(&a) >333)
                printf("first\n");

return 0;
}

将给予:

(gdb) disassemble main
Dump of assembler code for function main:
0x0000000100000f10 <main+0>:    push   %rbp
0x0000000100000f11 <main+1>:    mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000f14 <main+4>:    lea    0x3d(%rip),%rdi        # 0x100000f58
0x0000000100000f1b <main+11>:   callq  0x100000f2a <dyld_stub_puts>
0x0000000100000f20 <main+16>:   xor    %eax,%eax
0x0000000100000f22 <main+18>:   pop    %rbp
0x0000000100000f23 <main+19>:   retq   
End of assembler dump.

GCC 将两者视为相同(本应如此)而 RVDS 则不然？

---

我尝试检查使用 volatile 的影响，在 RVDS 中它确实删除了 if(a>333) 但 gcc 没有:

#include <stdio.h>
volatile const a = 3333;

int main()
{
    if (a >333)
        printf("first\n");

return 0;
}

(gdb) disassemble main
Dump of assembler code for function main:
0x0000000100000f10 <main+0>:    push   %rbp
0x0000000100000f11 <main+1>:    mov    %rsp,%rbp
0x0000000100000f14 <main+4>:    cmpl   $0x14e,0x12a(%rip)        # 0x100001048 <a>
0x0000000100000f1e <main+14>:   jl     0x100000f2c <main+28>
0x0000000100000f20 <main+16>:   lea    0x39(%rip),%rdi        # 0x100000f60
0x0000000100000f27 <main+23>:   callq  0x100000f36 <dyld_stub_puts>
0x0000000100000f2c <main+28>:   xor    %eax,%eax
0x0000000100000f2e <main+30>:   pop    %rbp
0x0000000100000f2f <main+31>:   retq   
End of assembler dump.

可能是我使用的RVDS编译器版本有一些bug。

Answer 1

编译器为找出“这是我能弄清楚实际值是什么”而经历的复杂程度并非没有限制。如果你写了一个足够复杂的语句，编译器只会说“我不知道这个值是什么，我会生成代码来计算它”。

编译器完全有可能认为它不会改变。但也有可能一些编译器在此过程中“放弃”——这也可能取决于此分析在编译链中的何处完成。

这可能是“as-if”规则的一个相当典型的例子——允许编译器执行任何生成结果“as-if”的优化。

说了这么多，这应该是相当微不足道的(并且根据评论，编译器应该将 *(&a) 与 a 相同)，所以看起来奇怪的是它没有摆脱比较。