打破严格的混叠并摆脱它

Question

众所周知，优化 C（也可能是 C++）编译器会破坏执行以下操作的代码：

type1 foo, *pfoo;
type2_incompatible_with_type1 *pbar;
/* ... */
pfoo = &foo;
pbar = (type2_incompatible_with_type1*)pfoo;
/* ... */
while(condition){
    change_type2_value(pbar);
    /* ... */
    use_type1_value_which_should_have_changed(*pfoo);
    /* ... */
}

change_type2_value 看起来像这样：

void change_type2_value(type2_incompatible_with_type1 *pbar){
    *pbar = SOME_VALUE;
}

编译器可能会认为pfoo 和pbar 是不同的指针，尽管它们指向相同的内存位置，因此，每次我们更改@ 指向的值时，都不需要重新加载*pfoo 的内容987654326@，即使它也改变了pfoo指向的内存。

但是，如果我们这样做：

type1 foo, *pfoo;
/* ... */
pfoo = &foo;
/* ... */
while(condition){
    change_type2_value((type2_incompatible_with_type1*)pfoo);
    /* ... */
    use_type1_value_which_should_have_changed(*pfoo);
    /* ... */
}

虽然取消引用会发生在change_type2_value 函数内，但这在技术上仍然破坏了严格的别名，因为实际上，我们的指针指向不同的类型。但是，是否存在真正的编译器使用的严格别名优化也会破坏这段代码的实际情况？

我认为，如果编译器超出当前函数的范围来查看 另一个 函数中应该发生的事情，只是为了确定它是否应该重新加载指向的内存，这是有可能的已传递给它的变量。这对我来说似乎不太可行。

或者一个真正的编译器是否有可能做一些令人讨厌的事情，假设如果我们将它作为 cast 传递，所讨论的函数将不会改变我们的指针指向的内存指向不兼容类型的指针？

Answer 1

严格遵守？没有。

看下面：

void bar(){
    int x=7;
    foo();
    printf("%d\n",x);
}

x 的值是多少？是 7。foo() 修改 x 是没有合法途径的。

怎么样

void bar(int* x){
    *x=7;
    foo();
    printf("%d\n",*x);
}

所有赌注都取消了。 foo() 可以通过其他方式访问x 指向的地址。我们不能说，编译器很可能和我们这里一样少。 这取决于foo() 的定义位置和方式以及编译器的整体性。 例如如果foo() 是inline 等等。

现在你所做的是转换 before 传递给change_type2_value(.) 并且由于取消引用该指针并不严格符合编译器如果假设change_type2_value(.) 不符合'不要取消引用它的参数，如果它是一个局部变量（你的 sn-p 没有说清楚）它绝对可以假设它没有改变。

下一点是个坏主意

如果您将调用替换为调用：

void do_secret_stuff_with_type1(type1* t1){
    type2_incompatible_with_type1* pbar = (type2_incompatible_with_type1*)pfoo;
    change_type2_value((type2_incompatible_with_type1*)pfoo);
}

type1 foo, *pfoo;
/* ... */
pfoo = &foo;
/* ... */
while(condition){
    do_secret_stuff_with_type1(pfoo); //Looks innocent, right?
    /* ... */
    use_type1_value_which_should_have_changed(*pfoo);
    /* ... */
}

同样如此。这无疑使编译器更难发现正在发生的事情。如果do_secret_stuff_with_type1() 是在单独的翻译单元中定义的，那么您将逐渐增加混淆编译器的机会。

坏主意结束

然而，这种黑客行为几乎可以肯定是一个可怕的想法。 你为什么要这样做？ 忘记别名你在做什么不兼容类型之间的转换会产生一个有用的程序？

对于任何实际情况，几乎总有一种解决方案涉及通过unsigned char* 访问对象或使用memcpy() 复制，在某些情况下使用union 将不符合要求的程序转换为符合要求的程序。