GCC O1优化下自定义地址变量的指针相等测试优化异常问题

这是GCC基于C标准的变量对齐规则做的合法优化，并非GCC的bug：

• C语言标准要求，所有变量的地址必须满足其类型的对齐约束。x86_64平台下int类型的默认对齐值为4，也就是说int类型变量的地址最低2位一定是00。
• 你将__foo__声明为extern int类型，GCC在开启优化（-O1及以上）时会默认遵循对齐规则做推导：
  1. &__foo__最低2位为00
  2. FOO_ADDR = (&__foo__) & 0xFFF，计算结果的最低2位也必然是00
  3. 而EXPECTED_ADDR = 0xFFF的最低2位为11，因此GCC会判定FOO_ADDR == EXPECTED_ADDR永远为假，直接优化掉整个true分支，只保留else分支的逻辑。

补充现象验证 #

你观察到的两个特殊情况完全符合上述推导：

• 改用0xABC时，0xABC的最低2位为00，满足int对齐约束，GCC无法判定条件恒假，因此不会做激进优化，运行结果符合预期。
• 改用0xABF时，0xABF最低2位为11，和0xFFF一样违反int对齐约束，GCC会直接判定条件恒假，出现相同的异常结果。
• -O0属于无优化编译模式，不会做基于对齐规则的常量推导，因此无论地址是否符合对齐要求，都会保留完整的条件判断逻辑，运行结果符合预期。

调整__foo__的声明，打破GCC的对齐假设即可：

1. 方法1：将__foo__声明为对齐要求为1的char类型：

extern char __foo__;

2. 方法2：给__foo__声明添加对齐属性，明确指定对齐为1字节：

extern int __foo__ __attribute__((aligned(1)));

3. 方法3：添加编译参数-fno-strict-align，关闭GCC基于对齐规则的优化（不推荐，会影响整体程序性能）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lrnt Gr