컴파일러 최적화로 인해 어떻게 정의되지 않은 함수 동작이 발생할 수 있으며 이를 어떻게 피할 수 있습니까?

최적화 및 함수 동작: 정의되지 않은 함수 동작 해결

프로그래밍 영역에서 최적의 성능을 달성하려면 종종 절충안이 필요합니다. 그러한 절충안 중 하나는 컴파일러 최적화로 인해 예상치 못한 함수 동작이 발생할 가능성이 있다는 것입니다. 이 현상을 설명하기 위해 다음 함수와 관련된 특정 시나리오를 살펴보겠습니다.

inline u64 Swap_64(u64 x) {
    u64 tmp;
    (*(u32*)&tmp) = Swap_32(*(((u32*)&x)+1));
    (*(((u32*)&tmp)+1)) = Swap_32(*(u32*)&x);

    return tmp;
}

처음에는 이 함수가 프로덕션 코드에서 쉽게 작동했습니다. 그러나 높은 최적화 수준을 활성화하면 설명할 수 없이 작동이 중단되었습니다. 컴파일러의 공격적인 최적화로 인해 임시 변수 tmp에 대한 모든 할당이 실수로 제거되어 함수가 본질적으로 쓸모 없게 되었습니다.

이 동작의 원인을 자세히 살펴보면, 범인은 엄격한 앨리어싱 규칙을 위반한 데 있습니다. 이러한 규칙은 다른 유형의 포인터를 통해 객체에 액세스하는 것을 금지합니다. 이 경우 코드는 u64 및 u32 포인터를 모두 통해 x를 조작합니다. 이는 컴파일러가 최적화해도 안전하다고 가정하는 위반입니다.

결과 코드는 정의되지 않은 동작을 호출합니다. 즉, 컴파일러는 예측할 수 없는 모든 상황에서 자유롭게 동작할 수 있습니다. 방법. 결과적으로 예상되는 함수 동작이 손상되어 관찰된 실패로 이어집니다.

이 문제를 완화하고 최적화 수준 전체에서 일관된 함수 성능을 보장하려면 엄격한 앨리어싱 규칙을 준수해야 합니다. 효과적인 솔루션 중 하나는 컴파일러 준수를 유지하면서 여러 유형을 통해 객체에 액세스할 수 있는 기술인 공용체를 통한 유형 판단입니다.

주어진 함수의 맥락에서 이러한 유형 판단을 달성하기 위해 공용체를 사용하면 다음 코드가 포함됩니다.

typedef union {
    uint32_t u32;
    uint16_t u16[2];
} U32;

uint32_t Swap_64(uint32_t arg) {
    U32 in;
    uint16_t lo;
    uint16_t hi;

    in.u32 = arg;
    hi = in.u16[0];
    lo = in.u16[1];
    in.u16[0] = lo;
    in.u16[1] = hi;

    return in.u32;
}

이 수정된 코드는 엄격한 앨리어싱 규칙을 준수하여 공격적인 컴파일러에서도 예상되는 함수 동작이 유지되도록 보장합니다. 최적화합니다.

위 내용은 컴파일러 최적화로 인해 어떻게 정의되지 않은 함수 동작이 발생할 수 있으며 이를 어떻게 피할 수 있습니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!