c++ - 为什么我的 C++ 编译器不优化这些内存写入？

Question

我创建了这个程序。它除了使用处理能力外什么都不感兴趣。

使用 objdump -d 查看输出，即使在编译时，我也可以在接近尾声时看到三个 rand 调用和相应的 mov 指令与 O3。

为什么编译器没有意识到内存不会被使用而只是用 while(1){} 替换下半部分？我正在使用 gcc，但我最感兴趣的是标准的要求。

/*
 * Create a program that does nothing except slow down the computer.
 */
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>

int getRand(int max) {
  return rand() % max;
}

int main() {
  for (int thread = 0; thread < 5; thread++) {
    fork();
  }
  int len = 1000;
  int *garbage = (int*)malloc(sizeof(int)*len);
  for (int x = 0; x < len; x++) {
    garbage[x] = x;
  }
  while (true) {
    garbage[getRand(len)] = garbage[getRand(len)] - garbage[getRand(len)];
  }
}

Answer 1

因为 GCC 不够智能，无法对动态分配的内存执行此优化。但是，如果您将 garbage 更改为本地数组，GCC 会将循环编译为:

.L4:
    call    rand
    call    rand
    call    rand
    jmp .L4

这只是重复调用 rand(这是必需的，因为调用有副作用)，但优化了读取和写入。

如果 GCC 更聪明，它还可以优化 rand 调用，因为它的副作用只会影响任何以后的 rand 调用，在这种情况下没有没有。然而，这种优化可能会浪费编译器编写者的时间。