Tại sao trình biên dịch GCC bỏ qua một số mã?

Tôi không thể hiểu tại sao trình biên dịch GCC cắt bỏ một phần mã của tôi trong khi nó bảo toàn hoàn toàn cùng một mã trong vùng lân cận?

Mã C:

#define setb_SYNCO do{(PORTA|= (1<<0));} while(0);

ISR(INT0_vect){
    unsigned char i;

    i = 10;
    while(i>0)i--;   // first pause - omitted

    setb_SYNCO;
    setb_GATE;
    i=30;
    clrb_SYNCO;
    while(i>0)i--;  // second pause - preserved
    clrb_GATE;
}

Phần tương ứng của LSS (tệp trình biên dịch, được tạo bởi trình biên dịch):

ISR(INT0_vect){
  a4:   1f 92           push    r1
  a6:   0f 92           push    r0
  a8:   0f b6           in  r0, 0x3f    ; 63
  aa:   0f 92           push    r0
  ac:   11 24           eor r1, r1
  ae:   8f 93           push    r24
    unsigned char i;

    i = 10;
    while(i>0)i--;

    setb_SYNCO;
  b0:   d8 9a           sbi 0x1b, 0 ; 27
    setb_GATE;
  b2:   d9 9a           sbi 0x1b, 1 ; 27
    i=30;
    clrb_SYNCO;
  b4:   d8 98           cbi 0x1b, 0 ; 27
  b6:   8e e1           ldi r24, 0x1E   ; 30
  b8:   81 50           subi    r24, 0x01   ; 1
    while(i>0)i--;
  ba:   f1 f7           brne    .-4         ; 0xb8 <__vector_1+0x14>
    clrb_GATE;
  bc:   d9 98           cbi 0x1b, 1 ; 27
}
  be:   8f 91           pop r24
  c0:   0f 90           pop r0
  c2:   0f be           out 0x3f, r0    ; 63
  c4:   0f 90           pop r0
  c6:   1f 90           pop r1
  c8:   18 95           reti

Tôi có thể giả sử rằng trình biên dịch tìm ra rằng mã như vậy là giả và cắt nó ra nhưng tại sao nó lại bảo tồn cùng một mã ở cuối mã?

Có bất kỳ hướng dẫn biên dịch để ngăn chặn tối ưu hóa như vậy?

Vì trong một bình luận, bạn nói rằng "mỗi đánh dấu CPU là xứng đáng", tôi khuyên bạn nên sử dụng một số lắp ráp nội tuyến để thực hiện vòng lặp trì hoãn như bạn muốn. Giải pháp này vượt trội so với nhiều loại khác nhau volatilehoặc -O0vì nó cho thấy rõ ý định của bạn là gì.

unsigned char i = 10;
__asm__ volatile ( "loop: subi    %0, 0x01\n\t"
                   "      brne    loop"
                   : "+rm" (i)
                   : /* no inputs */
                   : /* no dirty registers to decleare*/);

Điều đó sẽ làm các trick. Điều dễ bay hơi là có để nói với trình biên dịch "Tôi biết điều này không làm gì cả, chỉ cần giữ nó và tin tưởng tôi". Ba câu lệnh "asm" khá tự giải thích, bạn có thể sử dụng bất kỳ thanh ghi nào thay vì r24, tôi tin rằng trình biên dịch thích các thanh ghi thấp hơn nên bạn có thể muốn sử dụng một thanh ghi cao. Sau lần đầu tiên, :bạn nên liệt kê các biến đầu ra (đọc và ghi) c, và không có biến nào, sau lần thứ hai :bạn nên liệt kê các biến đầu vào (ronly) c, một lần nữa, không có và tham số thứ ba là danh sách các thanh ghi được sửa đổi bằng dấu phẩy , trong trường hợp này r24. Tôi không chắc chắn nếu bạn nên bao gồm cả thanh ghi trạng thái vì ZEROtất nhiên các thay đổi cờ, tôi đã không bao gồm nó.

chỉnh sửa câu trả lời được chỉnh sửa theo yêu cầu của OP. Một số lưu ý.

Các "+rm"trước (i)có nghĩa là bạn đang cho phép trình biên dịch quyết định đặt i trong m emory hoặc trong một r egister. Đó là một điều tốt trong hầu hết các trường hợp vì trình biên dịch có thể tối ưu hóa tốt hơn nếu nó miễn phí. Trong trường hợp của bạn, tôi tin rằng bạn chỉ muốn giữ ràng buộc r để buộc tôi phải đăng ký.

Bạn có thể thử làm cho vòng lặp thực sự làm một cái gì đó. Vì nó là trình biên dịch hoàn toàn đúng khi nói "Vòng lặp này không làm gì cả - tôi sẽ thoát khỏi nó".

Vì vậy, bạn có thể thử một cấu trúc tôi sử dụng thường xuyên:

int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {
    asm volatile ("nop");
}

Lưu ý: không phải tất cả các mục tiêu cho trình biên dịch gcc đều sử dụng cùng một cú pháp lắp ráp nội tuyến - bạn có thể cần phải điều chỉnh nó cho mục tiêu của mình.

Vâng, bạn có thể cho rằng. Nếu bạn khai báo biến i là biến động, bạn báo cho trình biên dịch không tối ưu hóa trên i.

Sau vòng lặp đầu tiên ilà một hằng số. Việc khởi tạo ivà vòng lặp không làm gì ngoài việc tạo ra một giá trị không đổi. Không có gì trong tiêu chuẩn quy định rằng vòng lặp này phải được biên dịch nguyên trạng. Tiêu chuẩn cũng không nói gì về thời gian. Mã được biên dịch phải hoạt động như thể vòng lặp đã có và nó thực hiện. Bạn không thể tin cậy rằng tối ưu hóa này được thực hiện theo tiêu chuẩn (thời gian không được tính).

Vòng lặp thứ hai cũng nên được xóa. Tôi coi đó là một lỗi (hoặc thiếu tối ưu hóa) mà nó không phải là. Sau khi vòng lặp ikhông đổi. Mã nên được thay thế bằng cài đặt ivề không.

Tôi nghĩ rằng GCC giữ ixung quanh hoàn toàn vì lý do bạn thực hiện truy cập cổng (mờ) có thể ảnh hưởng i.

Sử dụng

asm volatile ("nop");

để lừa GCC tin rằng vòng lặp làm một cái gì đó.