コンパイラーの最適化にもかかわらず、C でステートメントの実行順序を保証するにはどうすればよいですか?

C でのステートメント順序制御の強化

状況によっては、ステートメントが実行される正確な順序を決定することが重要です。ただし、コンパイラの最適化により、特に g で最適化レベル 2 を使用する場合、予期される実行順序が変更される可能性があります。この課題に対処するために、望ましいステートメントの順序を維持するためにいくつかのアプローチを採用できます。

コンパイラ バリア

コンパイラは、通常、ステートメントの順序を強制する直接的なメカニズムを提供しません。ただし、メモリバリアの導入は効果的な場合があります。ステートメントの間にメモリ バリアを配置すると、どちらかの側のステートメントが指定された順序で実行されるようになります。これは、メモリ バリアにより、コンパイラがメモリ バリア全体でメモリ操作を並べ替えることができないためです。

データの依存関係

もう 1 つの戦略には、ステートメント間にデータの依存関係を作成することが含まれます。データの依存関係は、あるステートメントの出力が別のステートメントの入力として使用される場合に発生します。データの依存関係を強制することにより、コンパイラはデータの整合性を維持するために正しい順序でステートメントを実行する義務があります。

Volatility

変数を volatile として宣言すると、コンパイラは変数を最適化できなくなります。アクセスを遠ざけるか、アクセス順序を変更します。重要なステートメントに関連付けられた変数を volatile としてマークすると、コンパイラはデータの正確性を確保するためにそれらのステートメントの順序を強制的に保持します。

インライン アセンブリ

場合によっては、インライン アセンブリを使用してステートメントの順序を強制できます。インライン アセンブリを使用すると、マシンレベルの命令を直接制御でき、目的の実行順序を保証する特定の命令を挿入するために使用できます。

マイクロベンチマーク ライブラリ

特化マイクロベンチマーク ライブラリは、ステートメントの順序を強制するのに役立ちます。これらのライブラリは、コンパイラが最適化を行ったり、特定のステートメントの順序を変更したりすることを明示的に防止する関数またはマクロを提供します。

追加の考慮事項

これらのアプローチは、次のような可能性があることに注意することが重要です。絶対に失敗しないでください。特定のコンパイラの最適化やハードウェア アーキテクチャによっては、意図しない並べ替えが発生する可能性があります。したがって、コードを徹底的にテストして検証し、望ましいステートメントの順序に準拠していることを確認することが重要です。

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