Wie kann ich die Ausführungsreihenfolge von Anweisungen in C trotz Compileroptimierungen garantieren?

Verbesserung der Kontrolle der Anweisungsreihenfolge in C

In manchen Situationen ist es entscheidend, die genaue Reihenfolge zu bestimmen, in der Anweisungen ausgeführt werden. Compiler-Optimierungen können jedoch die erwartete Ausführungsreihenfolge ändern, insbesondere wenn Optimierungsstufe 2 in g verwendet wird. Um dieser Herausforderung zu begegnen, können verschiedene Ansätze eingesetzt werden, um die gewünschte Reihenfolge der Anweisungen aufrechtzuerhalten.

Compiler-Barrieren

Compiler bieten normalerweise keinen direkten Mechanismus zur Durchsetzung der Reihenfolge der Anweisungen. Allerdings kann die Einführung einer Gedächtnisbarriere wirksam sein. Wenn sie zwischen Anweisungen platziert wird, stellt eine Speicherbarriere sicher, dass die Anweisungen auf beiden Seiten in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Dies liegt daran, dass eine Speicherbarriere den Compiler daran hindert, Speicheroperationen in ihm neu anzuordnen.

Datenabhängigkeiten

Eine andere Strategie besteht darin, Datenabhängigkeiten zwischen Anweisungen zu erstellen. Datenabhängigkeiten entstehen, wenn die Ausgabe einer Anweisung als Eingabe für eine andere verwendet wird. Durch die Durchsetzung von Datenabhängigkeiten ist der Compiler verpflichtet, Anweisungen in der richtigen Reihenfolge auszuführen, um die Datenintegrität zu wahren.

Volatilität

Das Deklarieren von Variablen als flüchtig verhindert, dass der Compiler sie optimiert entfernen oder ihren Zugang neu anordnen. Indem der Compiler die mit wichtigen Anweisungen verknüpften Variablen als flüchtig markiert, ist er gezwungen, die Reihenfolge dieser Anweisungen beizubehalten, um die Datengenauigkeit sicherzustellen.

Inline-Assembly

In einigen Fällen , Inline-Assembly kann verwendet werden, um die Reihenfolge der Anweisungen zu erzwingen. Inline-Assembly ermöglicht die direkte Kontrolle über Anweisungen auf Maschinenebene und kann zum Einfügen spezifischer Anweisungen verwendet werden, die die gewünschte Ausführungsreihenfolge gewährleisten.

Mikro-Benchmarking-Bibliotheken

Speziellisiert Mikro-Benchmarking-Bibliotheken können bei der Durchsetzung der Anweisungsreihenfolge hilfreich sein. Diese Bibliotheken stellen Funktionen oder Makros bereit, die explizit verhindern, dass der Compiler die Reihenfolge bestimmter Anweisungen wegoptimiert oder ändert.

Zusätzliche Überlegungen

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Ansätze dies können nicht narrensicher sein. Bestimmte Compiler-Optimierungen oder Hardware-Architekturen können dennoch zu einer unbeabsichtigten Neuordnung führen. Daher ist es wichtig, den Code gründlich zu testen und zu validieren, um die Einhaltung der gewünschten Anweisungsreihenfolge sicherzustellen.

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