คอมไพเลอร์ได้รับอนุญาตให้ระเหยสารในท้องถิ่นได้หรือไม่?

พิจารณารหัสง่าย ๆ นี้:

void g();

void foo()
{
    volatile bool x = false;
    if (x)
        g();
}

https://godbolt.org/z/I2kBY7

คุณจะเห็นว่าค่าgccมิได้เพิ่มประสิทธิภาพการโทรมีศักยภาพในการclang gสิ่งนี้ถูกต้องในความเข้าใจของฉัน: เครื่องนามธรรมคือการสันนิษฐานว่าvolatileตัวแปรอาจเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา (เนื่องจากเป็นเช่นการแมปฮาร์ดแวร์) ดังนั้นการfalseเริ่มต้นการพับการifตรวจสอบอย่างต่อเนื่องจะผิด

แต่ MSVC กำจัดการเรียกไปที่gทั้งหมด (ทำให้การอ่านและเขียนไปยังvolatileแม้ว่า!) พฤติกรรมนี้เป็นไปตามมาตรฐานหรือไม่

^{พื้นหลัง: ฉันใช้โครงสร้างชนิดนี้เป็นครั้งคราวเพื่อให้สามารถเปิด / ปิดการดีบักเอาต์พุตแบบทันที: คอมไพเลอร์ต้องอ่านค่าจากหน่วยความจำเสมอดังนั้นการเปลี่ยนตัวแปร / หน่วยความจำในระหว่างการดีบักควรปรับเปลี่ยนการควบคุมตามลำดับ . เอาท์พุท MSVC จะอ่านค่าใหม่ แต่ไม่สนใจมัน (น่าจะเป็นเพราะการพับและ / หรือการกำจัดรหัสที่ตายแล้ว) ซึ่งแน่นอนว่าเอาชนะความตั้งใจของฉันที่นี่}

การแก้ไข:

• การกำจัดของการอ่านและการเขียนvolatileถูกกล่าวถึงที่นี่: มันอนุญาตให้คอมไพเลอร์เพื่อปรับให้เหมาะสมกับตัวแปรที่ระเหยได้หรือไม่? (ขอบคุณนาธาน!) ฉันคิดว่ามาตรฐานมีความชัดเจนอย่างมากที่ผู้อ่านและเขียนจะต้องเกิดขึ้น แต่การสนทนานั้นไม่ครอบคลุมว่าจะเป็นการถูกกฎหมายหรือไม่ที่คอมไพเลอร์จะใช้ผลลัพธ์ของการอ่านเพื่อการอนุญาตและการปรับให้เหมาะสมตามนั้น ฉันคิดว่านี่เป็น- / ไม่ได้ระบุในมาตรฐาน แต่ฉันจะมีความสุขถ้ามีคนพิสูจน์ฉันผิด

• แน่นอนฉันสามารถสร้างxตัวแปรที่ไม่ใช่ในท้องถิ่นเพื่อแก้ไขปัญหาได้ คำถามนี้หมดไปจากความอยากรู้

ฉันคิดว่า [คำแนะนำในการดำเนินการ] (จำนวนย่อหน้าแตกต่างกัน) สามารถนำมาใช้เพื่ออธิบายพฤติกรรมของ MSVC:

อินสแตนซ์ของแต่ละวัตถุที่มีระยะเวลาการจัดเก็บอัตโนมัติเชื่อมโยงกับแต่ละรายการลงในบล็อก วัตถุดังกล่าวมีอยู่และเก็บรักษาค่าที่เก็บไว้ล่าสุดในระหว่างการดำเนินการของบล็อกและในขณะที่บล็อกถูกระงับ ...

มาตรฐานไม่อนุญาตให้มีการกำจัดของการอ่านผ่าน glvalue ผันผวน falseแต่ย่อหน้าข้างต้นอาจจะตีความได้ว่าช่วยให้การคาดการณ์ค่า

BTW มาตรฐาน C (N1570 6.2.4 / 2) บอกว่า

วัตถุมีอยู่มีที่อยู่คงที่และเก็บค่าที่เก็บไว้ล่าสุดตลอดอายุการใช้งาน ³⁴

---

34) ในกรณีของวัตถุระเหยร้านสุดท้ายไม่จำเป็นต้องชัดเจนในโปรแกรม

มันไม่ชัดเจนว่าอาจมีร้านค้าที่ไม่ชัดเจนในวัตถุที่มีระยะเวลาการจัดเก็บอัตโนมัติในหน่วยความจำ C / รูปแบบวัตถุ

TL; DRคอมไพเลอร์สามารถทำสิ่งที่มันต้องการในการเข้าถึงแบบระเหย แต่เอกสารนั้นต้องบอกคุณ - "ความหมายของการเข้าถึงผ่าน glvalue ที่ระเหยได้นั้นถูกกำหนดโดยการนำไปปฏิบัติ"

มาตรฐานกำหนดไว้สำหรับโปรแกรมที่อนุญาตให้ใช้ลำดับของ "การเข้าถึงแบบเปลี่ยนแปลงได้" และอื่น ๆ "พฤติกรรมที่สังเกตได้" (ทำได้โดย "ผลข้างเคียง") ที่การดำเนินการต้องปฏิบัติตาม "กฎ 'ตามที่'

แต่มาตรฐานบอกว่า (เน้นตัวหนาของฉัน):

Working Draft, มาตรฐานสำหรับการเขียนโปรแกรมภาษา C ++
หมายเลขเอกสาร: N4659
วันที่: 2017-03-21

§ 10.1.7.1 ตัวระบุ CV

5 ซีแมนทิกส์ของการเข้าถึงผ่าน glvalue ที่ระเหยได้นั้นถูกกำหนดโดยการนำไปปฏิบัติ [ ... ]

ในทำนองเดียวกันสำหรับอุปกรณ์แบบโต้ตอบ (เน้นตัวหนาของฉัน):

§ 4.6 การทำงานของโปรแกรม

5 การใช้งานที่สอดคล้องกับการดำเนินการโปรแกรมที่มีรูปแบบที่ดีจะต้องสร้างพฤติกรรมที่สังเกตได้เช่นเดียวกับการประหารชีวิตที่เป็นไปได้ของอินสแตนซ์ที่เกี่ยวข้องของเครื่องนามธรรมด้วยโปรแกรมเดียวกันและอินพุตเดียวกัน [ ... ]

7 ความต้องการขั้นต่ำในการนำไปปฏิบัติให้สอดคล้องคือ:

(7.1) - การเข้าถึงผ่าน glvalues ​​ระเหยได้รับการประเมินอย่างเคร่งครัดตามกฎของเครื่องนามธรรม
(7.2) - เมื่อสิ้นสุดโปรแกรมข้อมูลทั้งหมดที่เขียนลงในไฟล์จะต้องเหมือนกับผลลัพธ์ที่เป็นไปได้อย่างใดอย่างหนึ่งซึ่งการดำเนินการของโปรแกรมตามความหมายเชิงนามธรรมจะเกิดขึ้น
(7.3) - การเปลี่ยนแปลงอินพุทและเอาท์พุทของอุปกรณ์แบบอินเทอร์แอคทีฟจะเกิดขึ้นในลักษณะที่การส่งเอาต์พุตพร้อมท์จะถูกส่งจริงก่อนที่โปรแกรมจะรออินพุต สิ่งที่ถือว่าเป็นอุปกรณ์แบบโต้ตอบจะถูกกำหนดใช้งาน

สิ่งเหล่านี้เรียกรวมกันว่าพฤติกรรมที่สังเกตได้ของโปรแกรม [ ... ]

(อย่างไรก็ตามรหัสเฉพาะที่สร้างขึ้นสำหรับโปรแกรมไม่ได้ระบุไว้โดยมาตรฐาน)

ดังนั้นแม้ว่ามาตรฐานจะบอกว่าการเข้าถึงแบบระเหยไม่สามารถถูกตัดออกจากลำดับนามธรรมของผลข้างเคียงของเครื่องนามธรรม & พฤติกรรมที่สังเกตได้ซึ่งโค้ดบางอย่าง (อาจ) กำหนดไว้ แต่คุณไม่สามารถคาดหวังอะไรที่จะสะท้อนออกมาในรหัสวัตถุหรือโลกแห่งความจริง พฤติกรรมนอกเสียจากเอกสารรวบรวมของคุณจะบอกคุณว่าการเข้าถึงแบบใด เหมือนกันสำหรับอุปกรณ์แบบโต้ตอบ

หากคุณกำลังสนใจในการระเหยพิพาทพิพาทลำดับนามธรรมของผลข้างเคียงเครื่องนามธรรมและ / หรือพฤติกรรมที่สังเกตผลเนื่องมาจากว่ารหัสบางคน (อาจจะ) กำหนดแล้วพูดอย่างนั้น แต่ถ้าคุณสนใจในสิ่งที่สร้างรหัสวัตถุที่สอดคล้องกันแล้วคุณต้องตีความว่าในบริบทของคอมไพเลอร์และการรวบรวมของคุณ

คนเรื้อรังเชื่อว่าการเข้าถึงเครื่องระเหยแบบนามธรรมประเมิน / อ่านทำให้การอ่านและการกำหนดเครื่อง / เขียนนามธรรมทำให้การเขียนถูกนำไปใช้ ไม่มีพื้นฐานสำหรับความเชื่อนี้หากไม่มีเอกสารการปฏิบัติตามที่กล่าวไว้ เมื่อ / iff การนำไปใช้บอกว่าจริง ๆ แล้วมันทำอะไรบางอย่างกับ "การเข้าถึงแบบระเหย" ผู้คนจะได้รับความชอบธรรมในการคาดหวังสิ่งนั้น - อาจจะเป็นการสร้างรหัสวัตถุบางอย่าง

ฉันเชื่อว่าเป็นการผิดกฎหมายที่จะข้ามการตรวจสอบ

ย่อหน้าที่ทุกคนชอบที่จะพูด

34) ในกรณีของวัตถุระเหยร้านสุดท้ายไม่จำเป็นต้องชัดเจนในโปรแกรม

ไม่ได้หมายความว่าการนำไปปฏิบัติจะต้องถือว่าร้านค้านั้นเป็นไปได้ตลอดเวลาหรือสำหรับตัวแปรที่เปลี่ยนแปลงได้ การใช้งานรู้ว่าร้านค้าใดเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่นมีความสมเหตุสมผลอย่างยิ่งที่จะสันนิษฐานว่าการเขียนโดยนัยดังกล่าวเกิดขึ้นเฉพาะกับตัวแปรที่ระเหยได้ซึ่งถูกแมปกับการลงทะเบียนอุปกรณ์และการทำแผนที่ดังกล่าวเป็นไปได้สำหรับตัวแปรที่มีการเชื่อมโยงภายนอกเท่านั้น หรือการนำไปปฏิบัติอาจคิดว่าการเขียนเช่นนี้เกิดขึ้นเฉพาะกับตำแหน่งหน่วยความจำที่จัดเรียงตามคำเท่านั้น

ต้องบอกว่าฉันคิดว่าพฤติกรรม MSVC เป็นข้อผิดพลาด ไม่มีเหตุผลจริงในการเพิ่มประสิทธิภาพการโทร การปรับให้เหมาะสมดังกล่าวอาจเป็นไปตามมาตรฐาน แต่เป็นสิ่งที่ชั่วร้ายโดยไม่จำเป็น