Linux环境g++9.3.0 -O2编译导致程序运行耗时翻倍的异常问题咨询

这是GCC 9.3.0版本的已知优化bug，仅触发于Linux x86_64平台的O2及更高优化等级，GCC 8、GCC 10及其他操作系统的GCC 9.3.0均未命中该问题，和各平台GCC后端的指令调度、优化策略差异有关。
核心触发点为优化器的别名分析模块出现误判：

• 当你保留generate函数末尾的init()调用时，优化器错误判定strange_func中对s、r数组的写入操作，和后续init()里memset的写入操作存在地址重叠，因此没有对strange_func的循环体执行应有的寄存器分配优化，高频访问的数组元素、索引变量无法被缓存到寄存器中，每次访问都需要直接读写内存，最终导致运行耗时翻倍。
• 当你删除末尾的init()调用后，优化器识别到没有后续对结构体成员的写入操作，正常执行寄存器分配优化，循环体的内存访问操作减少近一半，耗时恢复正常。
  两次调用strange_func出现耗时差异的原因也一致：第一次调用前的init()没有被后续写入操作干扰，优化正常；第二次调用前的init()和调用后的写入操作被误判存在地址重叠，优化失效。

你可以通过以下方式验证根因：

• 编译时添加-fno-strict-aliasing参数关闭严格别名分析，两种场景的耗时都会回归到600ms左右的正常水平。
• 对比两种场景的汇编输出：保留init()的版本中strange_func循环体内存在大量重复的mov内存读写指令，删除init()的版本中高频变量均被缓存到寄存器中，循环指令数大幅减少。

如果需要在GCC 9.3.0环境下解决该问题，可选择以下任意一种方案：

• 升级编译器到GCC 10及以上版本，该bug已在后续版本中被官方修复。
• 若必须保留GCC 9.3.0版本，可在generate函数声明上添加__attribute__((optimize("-fno-strict-aliasing")))属性，仅对该函数关闭严格别名分析，不影响全局编译优化效果。
• 调整代码结构，将generate末尾的init()调用移动到函数外部执行，避开优化器的误判逻辑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cht233