是否是 gcc -O2 优化错误（与 -O1 的结果不同）？

Question

我写了一个非常简单的程序，它在没有-O2的情况下表现正常：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main()
{
    uint32_t A[4] = { 1, 2, 3, 4 };
    float B[4] = { 0, 0, 0, 0 };
    float C[4] = { 5, 6, 7, 8 };
    int i;

    // convert integer A to float B
    for (i = 0; i < 4; i++) 
        B[i] = (float)A[i];

    // memory copy from B to C
    uint32_t *src = (uint32_t*)(B);
    uint32_t *dst = (uint32_t*)(C);
    dst[0] = src[0];
    dst[1] = src[1];
    dst[2] = src[2];
    dst[3] = src[3];

#if 0
    // open this to correct the error
    __asm__("":::"memory");
#endif

    // print C, C should be [1.0, 2.0, 3.0, 4.0]
    for (i = 0; i < 4; i++) 
        printf("%f\n", C[i]);

    return 0;
}

不带-O2编译：

$ gcc error.c -o error
$ ./error
1.0000
2.0000
3.0000
4.0000

它按预期工作。 但是，如果我添加了-O2 ：

$ gcc -O2 error.c -o error
$ ./error
-6169930235904.000000
0.000000
-6169804406784.000000
0.000000

此外，如果您将#if 0切换为#if 1 ，它会再次正常工作。 asm ("":::"memory")在同一个线程中应该是不必要的。

它是-O2优化的错误吗？

有什么我可以告诉编译器照顾它的吗？ 我有一个 function 将 xmm 寄存器存储到 (void*) 指针，例如：

inline void StoreRegister(void *ptr, const __m128& reg)
{
#if DONT_HAVE_SSE
    const uint32_t *src = reinterpret_cast<const uint32_t*>(&reg);
    uint32_t *dst = reinterpret_cast<uint32_t*>(ptr);
    dst[0] = src[0];
    dst[1] = src[1];
    dst[2] = src[2];
    dst[3] = src[3];
#else
    _mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128*>(ptr), _mm_castps_si128(reg));
#endif
}

dst是上面代码中的C ，任何在不修改 function 签名的情况下使其正确的方法。

Answer 1

不，这不是编译器错误的表现。

相反，由于您使用强制转换(uint32_t*)(B) &c 的结果，您的代码的行为是未定义的。 这违反了严格的别名。

编译器——尤其是 gcc——在处理未定义的结构时变得越来越激进。 标准允许它们假设未定义的行为不会发生，并且可以删除包含它的任何分支。