Bagaimanakah Kami Boleh Memastikan Perintah Pelaksanaan Penyata dalam C untuk Mencegah Ralat Akibat Pengoptimuman?

Memastikan Perintah Penyata dalam C

Latar Belakang:

Menguatkuasakan perintah pelaksanaan khusus untuk penyata dalam C adalah penting apabila tingkah laku program bergantung pada pemasaan yang tepat atau susunan permulaan. Walau bagaimanapun, teknik pengoptimuman agresif C, terutamanya pada tahap pengoptimuman 2 (-O2), mungkin menyusun semula pernyataan, yang berpotensi mengganggu pelaksanaan yang dimaksudkan.

Pernyataan Masalah:

Andaikan kami mempunyai urutan pernyataan yang mesti dilaksanakan dalam susunan tertentu, seperti sebagai:

auto t1 = Clock::now(); // Statement 1
foo();                  // Statement 2
auto t2 = Clock::now(); // Statement 3

auto elapsedTime = t2 - t1;

Pengkompil mungkin mengoptimumkan kod dengan membuat spekulasi bahawa Pernyataan 2 adalah bebas daripada pernyataan lain dan menyusunnya semula seperti berikut:

foo();                  // Statement 2
auto t1 = Clock::now(); // Statement 1
auto t2 = Clock::now(); // Statement 3

auto elapsedTime = t2 - t1;

Penyusunan semula ini boleh membawa kepada masa yang salah ukuran.

Penyelesaian:

1. Bergantung pada Gelagat Tidak Ditakrifkan:

Piawaian C tidak mentakrifkan gelagat program apabila gelagat yang tidak ditentukan berlaku. Oleh itu, sesetengah penyusun mungkin menyediakan pilihan untuk menghalang pengoptimuman yang boleh membawa kepada tingkah laku yang tidak ditentukan, seperti mengakses memori yang tidak dimulakan. Walau bagaimanapun, bergantung pada tingkah laku yang tidak ditentukan secara amnya tidak disyorkan.

2. Gunakan Halangan Memori:

Halangan memori, seperti std::atomic_thread_fence, boleh menghalang pengkompil daripada menyusun semula jenis operasi memori tertentu merentasi penghalang. Walau bagaimanapun, ia lazimnya tidak berkesan dalam menghalang penyusunan semula operasi aritmetik dan logik.

3. Alat Luaran:

Alat luaran, seperti Valgrind's Memcheck, boleh digunakan untuk mengesan dan melaporkan kes di mana pengkompil telah menyusun semula pernyataan dengan cara yang tidak dijangka. Walau bagaimanapun, alatan ini tidak boleh menghalang penyusunan semula pada mulanya.

4. Struktur Data Legap:

Struktur data yang menguatkuasakan akses legap boleh menghalang pengkompil daripada mengoptimumkan operasi tertentu yang melibatkan data struktur. Contohnya, struktur data berasaskan pemegang yang memerlukan operasi eksplisit untuk mengakses data asas boleh menghalang penyusunan semula jika operasi tidak dilaksanakan dengan cara yang membolehkan pengkompil melihat melalui pemegang.

5 . Intrinsik pengkompil:

Sesetengah pengkompil menyediakan intrinsik yang membenarkan pengaturcara mengawal capaian memori atau perintah pelaksanaan arahan secara eksplisit. Contohnya, intrinsik _mm_sfence dan _mm_lfence Intel boleh digunakan untuk mewujudkan pagar memori dalam kod pemasangan x86.

6. Teknik penandaarasan mikro:

Apabila melakukan penandaarasan mikro, di mana pemasaan yang tepat bagi operasi tertentu adalah kritikal, adalah penting untuk menggunakan teknik yang menghalang pengkompil daripada mengoptimumkan operasi yang diukur. Ini biasanya melibatkan penggunaan struktur data legap dan memastikan bahawa data input dan output tidak terdedah kepada pengoptimum.

Kesimpulan:

Menguatkuasakan susunan pernyataan dalam C boleh mencabar disebabkan oleh teknik pengoptimuman agresif pengkompil. Walaupun terdapat beberapa teknik yang tersedia, termasuk struktur data legap, intrinsik pengkompil dan teknik penanda aras mikro, adalah penting untuk mempertimbangkan dengan teliti potensi kesan pengoptimuman pengkompil pada ketepatan program anda.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah Kami Boleh Memastikan Perintah Pelaksanaan Penyata dalam C untuk Mencegah Ralat Akibat Pengoptimuman?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!