编译器优化使程序崩溃

Question

我正在用包含图形文件解析器的C++/Qt编写程序。我使用g++编译该项目。在开发过程中，我经常比较不同编译器标志之间关于优化和调试信息以及Qt调试标志（打开/关闭qDebug（）和Q_ASSERT（））的低级别解析器层的性能。

现在我面临一个问题，其中唯一正确运作的版本是没有任何优化。所有其他版本，即使是-O1，似乎都以另一种方式工作。他们由于不满意的断言而崩溃，当编译时没有-O...标志时，它们得到满足。该代码不会产生任何编译器警告，即使使用-Wall。

我很确定我的程序中有一个错误，这似乎只对启用优化有害。问题是：即使在调试程序时我也找不到它。解析器似乎从文件中读取错误的数据。当我运行一些简单的测试用例时，它们运行得很完美。当我运行一个更大的测试用例（一个直接从文件读取的图上的路由计算）时，文件中有一个不正确的读取，我无法解释。

我应该从哪里开始追踪这种未定义行为的问题？ 这种不同的行为可能涉及哪些优化方法？（我可以一个接一个地启用所有的标志，但我不知道那么多的编译器标志，但是我知道它们有很多，所以这将需要很长时间。）只要我知道哪种类型的错误是，我相信我迟早会发现它。

如果你能告诉我哪种编译器优化方法可能成为这类问题的候选者，你可以帮助我很多。

Answer 1

在优化版本中通常会出现一些类错误，这些类通常不会出现在调试版本中。

1. 未初始化变量。编译器可以捕获一些但不是全部。看看你所有的构造函数，看看全局变量。等等。特别寻找未初始化的指针。在调试版本中，内存被重置为零，但在发布版本中，它不是。

2. 使用超出范围的临时设备。例如，当您返回一个函数中的本地临时引用时。这些通常在调试版本中工作，因为堆栈被填充得更多。临时人员倾向于在堆叠上存活一段时间。

3. 阵列超出了临时书写。例如，如果在一个函数中创建一个数组作为临时函数，然后在结尾写入一个元素。同样，堆栈在调试时会有额外的空间（用于调试信息），并且溢出不会影响程序数据。

Answer 2

1）在破损版本上使用valgrind。 （对于这个问题，可以尝试在工作版本上使用valgrind，也许你会幸运的。）

2）使用“-O1 -g”构建系统，并使用gdb执行程序。在碰撞时，哪个变量具有不正确的值？重新运行你的程序并记录该变量被写入的时间（或者当它不是，本应该是的时候）。

Answer 3

您可以从优化版本中禁用优化，以帮助更轻松地调试优化版本。

-g -O1 -fno-inline -fno-loop-optimize -fno-if-conversion -fno-if-conversion2 \ 
    -fno-delayed-branch 

这应该让你在调试器中的代码更容易跟踪。

另一个建议是，如果断言你没有给你足够的信息导致什么问题，你应该考虑添加更多的断言。如果您担心性能问题或断言混乱，则可以将它们包装在宏中。这使您可以将调试断言与最初添加的断言区分开来，以便稍后禁用或从代码中删除它们。