c - GCC优化标志问题

Question

我在使用 gcc 编译器构建的一些 C 代码时遇到问题。相关代码有一个枚举，其值用作 switch 语句中的情况来配置对象。相当标准的东西。

当我使用 -O0 选项标志编译代码时，一切都会正确构建和运行，没有问题。但是，当该标志设置为 -O2 时，代码不再按预期工作。

当我单步执行代码并监视局部变量时，枚举(应该只是三个枚举值之一)实际上是 -104!这会导致程序无法配置对象。

有没有人遇到过这种情况，可以提供一些指导吗？我以前没有遇到过这种情况，如果有人能解释为什么编译器会这样做，以便我可以进行任何必要的更改，我将不胜感激。

相关代码片段:

value = 0u;

switch(test_config) { 
    case DISABLE:
        break;

    case INTERNAL:
        value = 1u;
        break;

    case EXTERNAL:
        value = 2u;
        break;

    default:
        valid = FALSE;
        break;
} 

if (valid) { 
    configure_test(value);
} 

有问题的枚举:

typedef enum  {
    DISABLE,
    INTERNAL, 
    EXTERNAL
} test_config_t;

这是导致问题的代码。我最初没有包含它，因为我不希望问题是“请修复我的代码”，而是我一直在谷歌搜索寻找为什么 gcc 优化标志会对同一段代码产生不同结果的原因，但没有找到任何东西特别有帮助。另外，我不在电脑前，不得不在手机上输入此内容，这也没有帮助。所以我来到这里是因为这里的专家比我懂得更多，可以为我指明正确的方向。

我可能应该包含一些更多信息。该代码在硬件上运行，这也可能是问题所在，我也在研究这个问题。从 FSBL 运行时，代码适用于 -O0，但不适用于 -O2。所以它可能是硬件，但我不知道为什么它以一种方式工作而不是另一种方式。

Answer 1

您没有提供足够的详细信息(因为您的问题没有显示任何实际代码，所以它应该有一些 MCVE )，但您很可能有一些 undefined behavior你应该是scared .

请记住C11或C99 (像大多数 programming languages 一样)是由用英语编写的显式规范(不仅是通过在代码中观察到的具体行为)定义的，并且部分定义了运行时行为有效的 C 程序。阅读 n1570 .

我强烈建议阅读 Lattner 的博客 What Every C programmer should know about Undefined Behavior在接触或编译源代码之前。

我建议至少使用(几乎)所有警告和调试信息进行编译，例如使用gcc -Wall -Wextra -g，然后改进代码以消除警告，并在gdb调试器和valgrind下运行它。 。了解更多关于 Invoking GCC 。您也可以(暂时)使用一些 sanitizer instrumentation options ，特别是 -fsanitize=undefined 和 -fsanitize=address。您还可以将 -std=gnu99 和 -pedantic 添加到编译器标志中。请注意 gdb watchpoints是一个非常有用的调试器功能，可用于查找值已更改或意外的原因。

当您为发布版本或启用优化的基准测试进行编译时，还请保留警告标志(因此请使用 gcc -O2 -Wall -Wextra 进行编译)；优化可能会发出额外的警告，您也应该纠正这些警告。顺便说一句，GCC同时接受 -O2 和 -g。

当您发现此类问题时，请在怀疑编译器之前先质疑自己的代码
^{(因为编译器经过了很好的测试；在近 40 年的编程生涯中，我只发现了一个编译器错误)。}