Duas principais causas que podem quebrar programas com otimização agressiva (como o -O3
):
- bugs do compilador
- erros do programador
Os bugs ocorrem porque os desenvolvedores do compilador erram, e o usuário não tem muito o que fazer (e nem cabe a este, exceto mandar um relatório e esperar que o problema seja corrigido). Isso pode acontecer, por exemplo, quando é implementado algum algoritmo de otimização que não considera todos os casos possíveis de saída/entrada.
Já os erros do programador costumam partir de más práticas de programação, são mais comuns e darei um exemplo que já encontrei em códigos reais:
Digamos que você tem uma variável constante:
int const a = 5
E uma função que recebe um ponteiro int*
:
void f(int* x)
Você pode chamar a função passando um ponteiro para a
:
f((int*)a)
Agora considere o seguinte trecho de código:
int const a = 5;
f((int*)a);
if(a!=5)
{
//faz alguma coisa
} else
{
//faz outra coisa
}
Parece-me plausível que uma otimização agressiva elimine o ramo do if
, pois como a
foi declarado constante, seu valor deveria ser 5
. Acontece que a função f
pode modificar o valor de a
, através de seu ponteiro.
Sem otimizações, o compilador emitiria instruções para carregar novamente o valor de a
e analisar a condição, fazendo o programa funcionar conforme o esperado, e a otimização quebraria o programa, mas, na verdade, ocorreu aqui um erro do programador ao fazer um cast não seguro de uma variável constante (e alterá-la então resulta em comportamento indefinido, pelo standard).
Os erros de compilador são intermitentes... Em parte criam-se melhores formas de testá-los, diminuindo os bugs, mas em parte os compiladores competem agressivamente por técnicas mais mirabolantes de otimização e, às vezes, novos bugs são introduzidos. Sinto que os compiladores estão ficando mais robustos, e a flag -O3
(ou equivalente) é segura. (percebo que novas técnicas de otimização em geral são lançadas com uma flag específica, e só depois incorporadas ao -O3
.)
Numa opinião pessoal: o maior problema é que os programadores ainda usam de técnicas que contam com manipulação direta da memória, truques que saem do escopo da abstração da linguagem, quebrando as premissas sobre as quais o compilador exerce as otimizações.