使用 -fno-inline 对 memcmp 的 GCC 9（及更高版本）优化错误

Question

有一个小的 func 函数可以将内存块与静态 const 归零数组进行比较。这是一个说明问题的原始示例：

#include <cstring>
#include <memory>

#define MAX_BYTES (256)

inline int my_memcmp(const void * mem1, const void * mem2, const size_t size)
{
    const auto *first  = reinterpret_cast<const uint8_t *>(mem1);
    const auto *second = reinterpret_cast<const uint8_t *>(mem2);
    if (size < 8)
    {
        for (int i = 0; i < size; ++i) {
            if (*first != *second) return (*first > *second) ? 1 : -1;
            ++first; ++second;
        }
        return 0;
    }

    return std::memcmp(mem1, mem2, size);
}

bool func(const uint8_t* in, size_t size)
{
  size_t remain = size;
  static const uint8_t zero_arr[MAX_BYTES] = { 0 };

  while (remain >= MAX_BYTES)
  {
    if (my_memcmp(in, zero_arr, MAX_BYTES) != 0)
    {
      return false;
    }
    remain -= MAX_BYTES;
    in += MAX_BYTES;
  }

  return true;
}

编译器：gcc 9.1 及更高版本
编译器标志：-fno-inline -O3
神马拆解link：https://godbolt.org/z/P8vKGq
Godbolt 程序执行link：https://godbolt.org/z/qr8f16

如果我使用 -fno-inline 编译器标志，编译器会尝试优化上面的代码并只为 my_memcmp 函数生成 2 行代码，但它似乎总是 returns 0:

my_memcmp(void const*, void const*, unsigned long) [clone .constprop.0]:
        movzx   eax, BYTE PTR [rdi]
        ret

在我添加-fno-inline之前无法重现问题（我在编译覆盖测试代码时遇到了问题，所以我需要添加no-inline以使报告更清楚。）另外我我发现 gcc 8 没有这样的问题。是否有合理的解释，或者这只是 GCC 9 和 10 中的错误？

Answer 1

这是 GCC 错误 95189，https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=95189

基本上，如果缓冲区之一具有已知内容，GCC 可以为 memcmp 发出专用代码，但如果遇到零字节，则此专用代码无法正常工作（因为它对 strcmp 等其他函数是特殊的）。

它似乎已经在 GCC 主开发分支（主干）上得到修复，但该修复尚未移植到 9.x 和 10.x 发布分支。

C 中的最小重现在 -O2 处被错误编译，错误的评论中提到了类似的示例：

int f(const char *p)
{
    return __builtin_memcmp(p, "[=10=][=10=][=10=]", 4);
}

使用 -fno-inline 对 memcmp 的 GCC 9（及更高版本）优化错误

Wrong GCC 9 (and higher) optimization of memcmp with -fno-inline

c++

gcc

compiler-optimization