c ++ O3优化在循环时中断工作

Question

我有这个简单的代码，可以在 pcm wav 文件中使用 fseek 逐步搜索文件 "data"：

  FILE * waveFile;
  waveFile = fopen ( this->fileLocation.c_str ( ), "rb" );

  // ... some other code here between, then ... //

  int seekTo = 0;
  bool found = false;
  char data[4];

  rewind ( waveFile );
  while ( !found && ( fseek ( waveFile, seekTo, SEEK_SET ) == 0 )) {
    fread ( data, sizeof ( data ), 1, waveFile );
    if (( std::strcmp ( data, "data" ) == 0 ) || ( std::strcmp ( data, "Data" ) == 0 ) || ( std::strcmp ( data, "DATA" ) == 0 )) {
      found = true;
      fread ( &waveHeader->DATA_SIZE, sizeof ( waveHeader->DATA_SIZE ), 1, waveFile );
    }
    seekTo++;
  }

代码工作正常，在测试文件中找到数据，读取剩余的数据。由于 "data" 即使是最大的文件也接近开头，因此这段代码对我来说没问题。

但是，当我添加 cpp 标志 -O3 时，代码变得混乱，while 循环永远不会结束。

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11 -O3")

我正在使用 cmake + lldb (osx, clion)，如果我使用 GDB 也会发生同样的事情。

可能是什么问题，我该如何解决？

PS。我不是想改进您看到的代码，我是想了解为什么编译器优化会破解这个 while 循环。

PSS。这是空终止的工作代码：

  int seekTo = 0;
  char data[5];

  rewind ( waveFile );
  while (( fseek ( waveFile, seekTo, SEEK_SET ) == 0 )) {
    fread ( data, 4, 1, waveFile );
    data[ 4 ] = '[=12=]';

    if (( std::strcmp ( data, "data" ) == 0 ) || ( std::strcmp ( data, "Data" ) == 0 ) || ( std::strcmp ( data, "DATA" ) == 0 )) {
      fread ( &waveHeader->DATA_SIZE, sizeof ( waveHeader->DATA_SIZE ), 1, waveFile );
      break;
    }
    seekTo += 1;
  }

Answer 1

strcmp 是一个字符串比较函数，比较字符串直到找到 NUL 字符。您正在为字符串使用 char[4] ，因此 NUL 字符没有 space 。这有效的事实是一个意外。

在你的情况下，你最好使用 4 个字节的 memcpy。

Answer 2

因为没有其他人想写答案...当代码在关闭优化的情况下工作但停止在优化的情况下工作时，编译器优化可能会揭示一些未定义的行为。在您的情况下，错误是：

char data[4];
...
fread ( data, sizeof ( data ), 1, waveFile );
if (( std::strcmp ( data, "data" ) == 0 ) || ( std::strcmp ( data, "Data" ) == 0 ) || ( std::strcmp ( data, "DATA" ) == 0 )) {

strcmp 适用于：

Compares two null-terminated byte strings lexicographically.

所以要么 data 恰好在某个地方有一个 [=15=]，并且比较是错误的（因为 data 太短了）。或者它没有，并且您将读取 data 末尾朝向内存中某个随机空字节的方式。因此，编译器可以推断出不可能比较是正确的，并将您的代码优化为：

if (false) { ... }

然后完全删除 if 语句。

也许在未优化的构建中，您碰巧总是在 data 之后立即拥有零内存，而 if 从未被优化过？

一个简单的解决方法是确保 data 以 null 结尾：

char data[5];
data[4] = '[=12=]';
// rest as before

或者将 strcmp 的调用替换为 memcmp，提供 sizeof(data) 作为附加长度参数。

c ++ O3优化在循环时中断工作

c++ O3 optimization breaks working while loop

c++

c++11

compiler-optimization

fseek