c - 使用 volatile 限定符可以抑制编译器警告

Question

今天我正在检查一个人的代码，他在其中声明了一个变量 volatile 。在询问时，他告诉我这会在某些系统上产生奇怪的行为。

在删除 volatile 并编译时，它产生了此编译器警告

iteration 2 invokes undefined behavior [-Waggressive-loop-optimizations]

该代码与下面的代码非常相似，数组被越界访问。由于他使用了不同的代码库，其中 Makefile 不同，因此他的系统上没有生成此警告。

int a[4]={1,2,3,4};
int i;   //when declared volatile int i, doesn't produce warning
i=0;
while(i<5) {
    printf("%d\t", a[i]);    //a[4] will invoke undefined behavior
    i+=2;   
}

现在，我无法弄清楚两件事:

1. 我应该启用哪些具体的 gcc 标志才能收到此警告？
2. 为什么将 i 声明为 volatile 会抑制该警告？

Answer 1

当积极的循环优化看到以下代码时...

int i;
i=0;
while(i<5) {
    printf("%d\t", a[i]);
    i+=2;   
}

...它将使用一种称为“循环展开”的技术来重写它，如下所示...

printf("%d\t", a[0]);
printf("%d\t", a[2]);
printf("%d\t", a[4]);

问题!迭代 0 和 1 没问题，但迭代 2 将执行越界数组访问，从而调用未定义的行为。这就是您收到警告的原因。

将i声明为 volatile 会阻止编译器进行此优化(因为它无法确定另一个进程没有修改的值i 在循环执行期间)，所以它必须保持代码原样。您仍然有未定义的行为，只是编译器没有警告您。总而言之，这是你同事的一次糟糕的“修复”。