なぜGCCは配列の初期化を集約して、最初にゼロ以外の要素を含めて全体をゼロで埋めるのですか？

なぜgccは残りの96個の整数だけではなく、配列全体をゼロで埋めるのですか？ゼロ以外の初期化子はすべて配列の先頭にあります。

void *sink;
void bar() {
    int a[100]{1,2,3,4};
    sink = a;             // a escapes the function
    asm("":::"memory");   // and compiler memory barrier
    // forces the compiler to materialize a[] in memory instead of optimizing away
}

MinGW8.1とgcc9.2はどちらもこのようにasmを作成します（Godboltコンパイラエクスプローラー）。

# gcc9.2 -O3 -m32 -mno-sse
bar():
    push    edi                       # save call-preserved EDI which rep stos uses
    xor     eax, eax                  # eax=0
    mov     ecx, 100                  # repeat-count = 100
    sub     esp, 400                  # reserve 400 bytes on the stack
    mov     edi, esp                  # dst for rep stos
        mov     DWORD PTR sink, esp       # sink = a
    rep stosd                         # memset(a, 0, 400) 

    mov     DWORD PTR [esp], 1        # then store the non-zero initializers
    mov     DWORD PTR [esp+4], 2      # over the zeroed part of the array
    mov     DWORD PTR [esp+8], 3
    mov     DWORD PTR [esp+12], 4
 # memory barrier empty asm statement is here.

    add     esp, 400                  # cleanup the stack
    pop     edi                       # and restore caller's EDI
    ret

（SSEを有効にすると、movdqa load / storeで4つすべてのイニシャライザがコピーされます）

Clangのように、GCCが最後の96要素のみをlea edi, [esp+16]（および）memsetを実行せず、なぜしないのrep stosdですか？ これは逃した最適化ですか、それともこの方法で行う方が効率的ですか？（Clang memsetはインライン化する代わりに実際に呼び出しますrep stos）

編集者注：質問には、元々同じように機能する最適化されていないコンパイラー出力がありましたが、非効率的なコードで-O0は何も証明されません。しかし、この最適化はGCCでも見落とされてい-O3ます。

a非インライン関数へのポインターを渡すことは、コンパイラーを強制的に実体化させるもう1つの方法ですa[]が、32ビットコードではasmが大幅に乱雑になります。（スタックの引数は、配列への初期化のためにスタックへのストアと混合されるプッシュをもたらします。）

を使用しvolatile a[100]{1,2,3,4}てGCC を取得し、配列を作成してコピーします。通常volatile、コンパイラーがローカル変数を初期化する方法、またはそれらをスタックに配置する方法を調べるのに適しています。

理論的には、初期化は次のようになります。

int a[100] = {
  [3] = 1,
  [5] = 42,
  [88] = 1,
};

そのため、最初にメモリブロック全体をゼロにしてから個々の値を設定する方が、キャッシュと最適化の意味でより効果的です。

以下に応じて動作が変わる可能性があります。

• ターゲットアーキテクチャ
• 対象OS
• 配列の長さ
• 初期化率（明示的に初期化された値/長さ）
• 初期化された値の位置

もちろん、あなたの場合、初期化は配列の開始時に圧縮され、最適化は簡単です。

したがって、ここではgccが最も一般的なアプローチを行っているようです。最適化が欠けているようです。