Tại sao các trình biên dịch C ++ không tối ưu hóa phép gán boolean có điều kiện này như một phép gán vô điều kiện?

Hãy xem xét chức năng sau:

void func(bool& flag)
{
    if(!flag) flag=true;
}

Đối với tôi, có vẻ như nếu cờ có giá trị boolean hợp lệ, điều này sẽ tương đương với việc đặt nó thành true , như thế này:

void func(bool& flag)
{
    flag=true;
}

Tuy nhiên, cả gcc và clang đều không tối ưu hóa nó theo cách này - cả hai đều tạo ra những điều sau đây tại -O3 cấp độ tối ưu hóa:

_Z4funcRb:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    cmp BYTE PTR [rdi], 0
    jne .L1
    mov BYTE PTR [rdi], 1
.L1:
    rep ret

Câu hỏi của tôi là: có phải mã quá đặc biệt để tối ưu hóa không, hay có bất kỳ lý do chính đáng nào khiến việc tối ưu hóa như vậy không mong muốn, vì điều đó flagkhông phải là tham chiếu đến volatile? Có vẻ như lý do duy nhất mà có thể là flagbằng cách nào đó có thể có một phi true-hoặc- falsegiá trị mà không cần xác định hành vi tại thời điểm đọc nó, nhưng tôi không chắc liệu này là có thể.

Điều này có thể tác động tiêu cực đến hiệu suất của chương trình do cân nhắc tính nhất quán của bộ nhớ cache . Việc ghi vào flagmỗi lần func()được gọi sẽ làm bẩn dòng bộ đệm chứa. Điều này sẽ xảy ra bất kể thực tế là giá trị được ghi khớp chính xác với các bit được tìm thấy tại địa chỉ đích trước khi ghi.

BIÊN TẬP

hvd đã cung cấp một lý do chính đáng khác ngăn cản việc tối ưu hóa như vậy. Đó là một lập luận thuyết phục hơn chống lại tối ưu hóa được đề xuất, vì nó có thể dẫn đến hành vi không xác định, trong khi câu trả lời (ban đầu) của tôi chỉ giải quyết các khía cạnh hiệu suất.

Sau khi suy nghĩ kỹ hơn một chút, tôi có thể đề xuất thêm một ví dụ tại sao nên cấm mạnh mẽ các trình biên dịch - trừ khi họ có thể chứng minh rằng việc chuyển đổi là an toàn cho một ngữ cảnh cụ thể - từ việc giới thiệu văn bản vô điều kiện. Hãy xem xét mã này:

const bool foo = true;

int main()
{
    func(const_cast<bool&>(foo));
}

Với việc ghi vô điều kiện trong func()điều này chắc chắn sẽ kích hoạt hành vi không xác định (ghi vào bộ nhớ chỉ đọc sẽ kết thúc chương trình, ngay cả khi tác động của việc ghi nếu không sẽ là cấm).

Ngoài câu trả lời của Leon về hiệu suất:

Giả sử flaglà true. Giả sử hai luồng liên tục gọi func(flag). Hàm như đã viết, trong trường hợp đó, không lưu trữ bất cứ thứ gì vào flag, vì vậy điều này phải an toàn theo luồng. Hai luồng truy cập vào cùng một bộ nhớ, nhưng chỉ để đọc nó. Vô điều kiện thiết flagđể truephương tiện hai chủ đề khác nhau sẽ được viết với cùng bộ nhớ. Điều này không an toàn, điều này không an toàn ngay cả khi dữ liệu được ghi giống hệt với dữ liệu đã có.

Tôi không chắc chắn về hành vi của C ++ ở đây, nhưng trong C bộ nhớ có thể thay đổi bởi vì nếu bộ nhớ chứa giá trị khác 0 khác 1, nó sẽ không thay đổi với dấu kiểm, nhưng được thay đổi thành 1 với dấu kiểm.

Nhưng vì tôi không thông thạo lắm về C ++ nên tôi không biết liệu tình huống này có thể xảy ra hay không.