如何防止优化 C 代码中的语句重新排序？

在 C 中执行语句顺序

问题：

如何防止重新排序C 代码中的语句，即使经过优化启用？

答案：

尽管有常见的假设，C 本身并不强制语句排序，尤其是在优化情况下。某些语句在优化代码中可能会出现乱序，这对于时间敏感操作等场景可能会出现问题。

解决方案：

从根本上来说，操纵操作像加法这样的基本操作的语义来实现严格排序是不可行的。编译器和硬件设计优化的前提是这些操作不具有可观察的时序属性。

但是，已经出现了用于微基准测试的有效技术：

不透明数据操作:

• 将计算中的输入和输出数据标记为“不可优化”问题。
• 这确保计算保持在计时范围内，同时允许在其边界内进行优化。

库支持：

• 像 Google Benchmark 这样的库提供了 DoNotOptimize 函数来将数据标记为不可优化。
• 用法示例：

template <class T>
__attribute__((always_inline)) inline void DoNotOptimize(const T &value) {
  asm volatile("" : "+m"(const_cast<T &&>(value)));
}

编译器指令：

• 某些编译器提供诸如“__attribute__((优化（“无重新排序”）））“或“__restrict__”以防止重新排序。
• 但是，这些指令可能并不总是足够或可移植。

注意：

C标准委员会正在探索 DoNotOptimize 等 API 的标准化，以进一步促进语句顺序的执行。

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