C ++コンパイラがこの条件付きブール割り当てを無条件割り当てとして最適化しないのはなぜですか？

次の関数について考えてみましょう。

void func(bool& flag)
{
    if(!flag) flag=true;
}

flagに有効なブール値がある場合、これは次のように無条件にを設定することtrueと同じであるように思えます。

void func(bool& flag)
{
    flag=true;
}

しかし、gccもclangもこのように最適化していません—どちらも-O3最適化レベルで次のものを生成します。

_Z4funcRb:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    cmp BYTE PTR [rdi], 0
    jne .L1
    mov BYTE PTR [rdi], 1
.L1:
    rep ret

私の質問は、コードが特別な場合に最適化することflagができないということvolatileですか、それとも参照が参照されていないので、そのような最適化が望ましくない理由があるのですか？それを読んだ時点で未定義の動作なしにflag何らかの方法で非true-または- false値が存在する可能性があることが唯一の理由のようですが、これが可能かどうかはわかりません。

これは、キャッシュの一貫性を考慮して、プログラムのパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性があります。が呼び出されるflagたびに書き込むとfunc()、含まれているキャッシュラインがダーティになります。これは、書き込まれる値が、書き込み前の宛先アドレスで見つかったビットと正確に一致するという事実に関係なく発生します。

編集

hvdは、このような最適化を妨げる別の理由を提供しています。これは、提案された最適化に対してより説得力のある議論です。なぜなら、それは未定義の動作を引き起こす可能性があるためです。

もう少し考察した後、無条件の書き込みを導入することから、変換が特定のコンテキストに対して安全であることを証明できない限り、コンパイラを強く禁止する必要があるもう1つの例を提案できます。このコードを考えてみましょう：

const bool foo = true;

int main()
{
    func(const_cast<bool&>(foo));
}

これで無条件書き込みを行うと、func()未定義の動作が確実にトリガーされます（読み取り専用メモリへの書き込みは、書き込みの影響が何もない場合でもプログラムを終了します）。

パフォーマンスに関するレオンの答えは別として：

と仮定しflagますtrue。2つのスレッドが常に呼び出しているとしfunc(flag)ます。その場合、記述されている関数はに何も格納しないflagため、これはスレッドセーフである必要があります。2つのスレッドは同じメモリにアクセスしますが、読み取るだけです。無条件にに設定flagするtrueと、2つの異なるスレッドが同じメモリに書き込むことになります。これは安全ではありません。書き込まれているデータがすでに存在するデータと同一であっても安全ではありません。

ここではC ++の動作はわかりませんが、Cではメモリが変更される可能性があります。メモリに1以外のゼロ以外の値が含まれている場合、チェックで変更されないままですが、チェックで1に変更されるためです。

しかし、私はC ++に堪能ではないので、この状況が可能かどうかさえわかりません。