c - for 循环被忽略(优化？)

Question

我正在使用 for/while 循环在我的代码中实现延迟。延迟的持续时间在这里并不重要，尽管它大到足以引起注意。这是代码片段。

uint32_t i;

// Do something useful

for (i = 0; i < 50000000U; ++i)
{}

// Do something useful

我观察到的问题是这个 for 循环不会被执行。它可能被编译器忽略/优化。但是，如果我用 volatile 限定循环计数器 i，则 for 循环似乎会执行，而且我注意到执行中需要延迟。

这种行为似乎有点违反我对使用/不使用 volatile 关键字的编译器优化的理解。

即使循环计数器得到优化并存储在处理器寄存器中，计数器不应该仍然工作，也许延迟更小吗？ (因为内存获取开销被取消了。)

我正在构建的平台是 Xtensa 处理器(由 Tensilica 提供)，C 编译器是由 Tensilica 提供的，Xtensa C/C++ 编译器以最高级别的优化运行。

我对 gcc 4.4.7 和 -o3 以及 ofast 优化级别进行了同样的尝试。在这种情况下，延迟似乎有效。

Answer 1

这都是关于可观察的行为。循环的唯一可观察行为是 i 在循环之后是 50000000U。允许编译器对其进行优化，将其替换为i = 50000000U;。此 i 分配也将被优化掉，因为 i 的值没有可观察到的结果。

volatile 关键字告诉编译器写入和读取 i 具有可观察到的行为，从而阻止其优化。

编译器也不会优化对无法访问代码的函数的调用。理论上，如果编译器可以访问整个操作系统代码，它可以优化除 volatile 变量之外的所有内容，这些变量通常用于硬件 IO 操作。

这些优化规则都符合C标准中写的(引用注释)。

此外，如果您想要延迟，请使用专门的函数(例如:OS API)，它们很可靠并且不会消耗 CPU，这与您的自旋延迟不同。