為什么 GCC 不在這個求和循環中優化 memory 寫入？

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];
    }
}

在此處生成說明。

我的猜測是，這種行為與“考慮到”並發性的 GCC 有關。 您可以有另一個線程，例如在執行求和時從同一地址的 memory 讀取。
這是真正的（也是唯一的）原因嗎？ 它甚至可能由 C 標准定義嗎？

Answer 1

編譯器不知道as和r是否指向同一個數組，所以不知道r[0] += as[2 * i]; 不改變as[2 * i + 1]的值，這是r[1] += as[2 * i + 1]; ，對於r[0] 、 r[1]和as的各種元素之間的其他交互也是類似的。

您可以通過將 function 聲明更改為void sum(unsigned int l, int * restrict as, int * restrict r)來告訴編譯器通過as和r引用的元素不重疊。