为什么 GCC 不在这个求和循环中优化 memory 写入？

Question

Given the following C code, why does GCC (version 10.1, x86-64, -O3) write to memory inside the loop instead of just using two registers during summation and writing the result to memory only at the end?

void sum(unsigned int l, int *as, int *r) {
    r[0] = 0;
    r[1] = 0;
    for (int i = 0; i < l; i++) {
        r[0] += as[2 * i];
        r[1] += as[2 * i + 1];
    }
}

在此处生成说明。

我的猜测是，这种行为与“考虑到”并发性的 GCC 有关。 您可以有另一个线程，例如在执行求和时从同一地址的 memory 读取。
这是真正的（也是唯一的）原因吗？ 它甚至可能由 C 标准定义吗？

Answer 1

编译器不知道as和r是否指向同一个数组，所以不知道r[0] += as[2 * i]; 不改变as[2 * i + 1]的值，这是r[1] += as[2 * i + 1]; ，对于r[0] 、 r[1]和as的各种元素之间的其他交互也是类似的。

您可以通过将 function 声明更改为void sum(unsigned int l, int * restrict as, int * restrict r)来告诉编译器通过as和r引用的元素不重叠。