この整数オーバーフロー コードが x86 上の GCC で無限ループを引き起こすのはなぜですか?

x86 上の GCC の整数オーバーフローを理解する

問題:

提供されたコードは、 x86 で整数オーバーフローを試みると GCC で無限ループが発生するアーキテクチャ:

int i = 0x10000000;
while (i > 0) {
    i += i;
}

理由:

x86 上の GCC での整数オーバーフローは未定義の動作であり、観察される動作は異なる可能性があります。 GCC は通常、オーバーフロー時にラップする x86 整数命令を使用して整数演算を実装します。ただし、この場合、コンパイラはオーバーフローが意図されていないものとみなし、無限ループを引き起こす最適化を実行します。

解決策:

ラップアラウンド動作を保証するには、明示的なオーバーフロー制御が必要です。これは、次の方法で実現できます。

• オーバーフロー チェックを有効にする: -fwrapv フラグを GCC に渡すと、2 の補数のオーバーフロー セマンティクスが強制され、予測可能なラップアラウンドが保証されます。ただし、これはパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

代替実装:

• シフト演算: 1 だけ左シフト (i <<= 1;) は無限ループ動作を示しません。オーバーフロー。

コードの説明:

問題のあるループのアセンブリ コードでは、コンパイラーがオーバーフローが発生しないという仮定に基づいてループ テストを最適化していることがわかります。起こる。その結果、ループが無限に続きます。

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