최적화 수준을 높이면 Swap_64 기능이 중단되는 이유는 무엇입니까?

최적화 함정: 최적화 수준을 높이면 Swap_64 함수가 정지하는 이유

최근 대학 강의에서 Swap_64라는 함수가 나왔습니다. 을 조작하여 64비트 값을 교환하는 것을 목표로 제시되었습니다. 32비트 세그먼트. 그러나 최적화 수준을 높이자 함수가 예기치 않게 동작하는 것이 관찰되었습니다.

최적화 문제 이해

Swap_64 함수는 작성된 대로 캐스팅을 포함합니다. 부호 없는 64비트 정수를 두 개의 부호 없는 32비트 정수 배열로 변환합니다. 이 접근 방식은 다른 유형의 포인터를 통해 객체에 액세스하는 것을 금지하는 엄격한 앨리어싱 규칙을 위반합니다. 이 경우 32비트 정수 배열에 대한 포인터를 통해 64비트 정수에 액세스하는 것은 안전하지 않은 것으로 간주됩니다.

엄격한 앨리어싱에 따라 컴파일러는 서로 다른 유형의 포인터가 동일한 메모리를 가리키지 않는다고 가정합니다. 위치. 이를 통해 별칭이 지정된 메모리가 독립적인 것으로 가정되는 공격적인 최적화가 가능합니다.

위반의 결과

Swap_64 함수에서 컴파일러는 임시 변수 tmp에 할당합니다. 이는 64비트 정수와 해당 32비트 세그먼트에 액세스하는 데 사용되는 포인터가 서로 별명을 지정하지 않는다고 가정하기 때문입니다.

이러한 최적화를 허용함으로써 컴파일러는 비트 교환을 담당하는 코드를 효과적으로 제거합니다. . 결과적으로 최적화 수준이 높으면 비트 조작 할당이 최적화되므로 Swap_64 함수는 아무 작업도 수행하지 않는 것처럼 보입니다.

정의되지 않은 동작 방지

해결 방법 이 문제를 해결하고 높은 최적화 수준에서도 올바른 동작을 보장하려면 엄격한 앨리어싱 규칙을 위반하지 않는 것이 중요합니다. 이는 서로 다른 유형이 동일한 메모리 위치를 차지하도록 허용하는 공용체를 사용하여 달성할 수 있습니다.

결론

정의되지 않은 것을 방지하려면 엄격한 앨리어싱 규칙을 이해하는 것이 필수적입니다. 컴파일러 최적화로 인한 동작. 호환되는 유형을 통해서만 객체에 액세스하도록 함으로써 개발자는 프로그램 작동을 방해할 수 있는 최적화를 방지할 수 있습니다. 제공된 솔루션에서 선보이는 통합 접근 방식은 공격적인 최적화 설정에서도 정확성을 보장하는 효과적인 방법으로 사용됩니다.

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