带内建函数的奇异GCC6优化

Question

使用GCC6和下面的代码片段，这个测试

if (i > 31 || i < 0) {

是false，并且执行此printf。

printf("i > 31 || i < 0 is FALSE, where i=%d", i);

并产生这个非常奇怪的输出(GCC6)：

i > 31 x\i<0是FALSE，其中i=32 /*与GCC6 !！*/的结果很奇怪。

然而，对于GCC4，我得到了：

i > 31 \x\i<0是true，其中i=32 /*的结果与GCC4 */一致。

看起来很好。

，这怎么可能？？

代码片段(损坏的遗留代码！)：

static int check_params(... input parameters ...) {
    /* Note that value can be 0 (zero) */
    uint32_t value = ....
    int i;

    i = __builtin_ctz(value);
    if (i > 31 || i < 0) {
        printf("i > 31 || i < 0 is true, where i=%d", i);
        /* No 1 found  */
        return 0;
    } else {
        printf("i > 31 || i < 0 is FALSE, where i=%d", i);
    }
    return i;
}

根据GCC内建函数文献，必须避免调用__builtin_ctz(0)：

内置函数: int __builtin_ctz (无符号int x)返回x中尾随0位数，从最不重要的位位置开始。如果x为0，则结果为未定义的。

因此，显然，编码错误的解决方案是在调用__builtin_ctz( value )之前简单地检查该值。这一点很清楚，也是可以理解的。

我可以停下来，转到其他主题.，但是，我还是不明白我怎么可能(用坏了的代码)得到以下输出：

i > 31 x\i<0是FALSE，其中i=32 /*与GCC6 !！*/的结果很奇怪。

奇怪的GCC6优化什么的？

以防万一：

Cross-compiler: arm-linux-gcc
Architecture: -march=armv7-a

有什么想法吗？

Answer 1

除非行为不明确，__builtin_ctz总是会返回一个介于0到31之间的数字，GCC知道这一点。因此，check i > 31 || i < 0将始终为false (同样禁止未定义的行为)，并且可以进行优化。

如果您查看生成的程序集，您将看到这个条件根本没有出现在代码中(当时的大小写也没有)。

Answer 2

未定义的行为并不意味着“值将是任意的”。这意味着编译器可以执行从字面上说，它想要什么。在这种情况下，编译器似乎能够静态地验证，只要value不是0，i总是包含在0到31之间。因此，它甚至不费事地为时间子句生成代码。

你只是幸运的恶魔没从你鼻子里出来。

请参见：未定义的行为会导致时间旅行。、过早的低潮、为什么未定义的行为可以调用从未调用的函数？和UB的许多其他讨论。

Answer 3

编译器假定未定义的行为不会发生。它可以作出这一假设，因为如果违反限制条件，行为不明确，就有可能产生任何结果，包括不正确的假设所产生的结果。

如果没有未定义的行为，那么i不能是负的或大于31。在此基础上，可以在编译时优化if语句中的条件。

printf实际打印的值无法预测，因此它实际上调用了printf，不管i是什么。在这种情况下，它碰巧是32，但它可能是任何东西。