Mengapa compiler C ++ tidak mengoptimalkan tugas boolean bersyarat ini sebagai tugas tanpa syarat?

Pertimbangkan fungsi berikut:

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

Menurut saya, jika flag memiliki nilai boolean yang valid, ini akan setara dengan pengaturan tanpa syarat true, seperti ini:

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

Namun baik gcc maupun clang tidak mengoptimalkannya dengan cara ini - keduanya menghasilkan yang berikut pada -O3tingkat pengoptimalan:

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

Pertanyaan saya adalah: apakah hanya karena kodenya terlalu kasus khusus untuk dirawat untuk dioptimalkan, atau adakah alasan bagus mengapa pengoptimalan seperti itu tidak diinginkan, mengingat itu flagbukan referensi volatile? Tampaknya satu-satunya alasan yang mungkin adalah bahwa flagentah bagaimana bisa memiliki nilai non- trueatau falsetanpa perilaku yang tidak terdefinisi pada saat membacanya, tetapi saya tidak yakin apakah ini mungkin.

Ini dapat berdampak negatif pada kinerja program karena pertimbangan koherensi cache . Menulis ke flagsetiap kali func()dipanggil akan mengotori baris cache yang memuatnya. Ini akan terjadi terlepas dari fakta bahwa nilai yang ditulis sama persis dengan bit yang ditemukan di alamat tujuan sebelum penulisan.

EDIT

hvd telah memberikan alasan bagus lainnya yang mencegah pengoptimalan seperti itu. Ini adalah argumen yang lebih meyakinkan terhadap pengoptimalan yang diusulkan, karena dapat mengakibatkan perilaku tidak terdefinisi, sedangkan jawaban (asli) saya hanya membahas aspek kinerja.

Setelah sedikit refleksi lagi, saya dapat mengusulkan satu contoh lagi mengapa kompiler harus sangat dilarang - kecuali mereka dapat membuktikan bahwa transformasi aman untuk konteks tertentu - dari memperkenalkan penulisan tanpa syarat. Pertimbangkan kode ini:

const bool foo = true;

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

Dengan penulisan tanpa syarat dalam func()hal ini pasti memicu perilaku tidak terdefinisi (menulis ke memori hanya-baca akan menghentikan program, bahkan jika efek penulisan sebaliknya akan menjadi tanpa operasi).

Selain dari jawaban Leon tentang kinerja:

Misalkan flagadalah true. Misalkan dua utas terus memanggil func(flag). Fungsi seperti yang tertulis, dalam hal ini, tidak menyimpan apa pun ke flag, jadi ini harus aman untuk thread. Dua utas mengakses memori yang sama, tetapi hanya untuk membacanya. Menyetel tanpa syarat flagke trueberarti dua utas berbeda akan menulis ke memori yang sama. Ini tidak aman, ini tidak aman meskipun data yang ditulis identik dengan data yang sudah ada.

Saya tidak yakin tentang perilaku C ++ di sini, tetapi di C memori mungkin berubah karena jika memori berisi nilai bukan nol selain 1, itu akan tetap tidak berubah dengan pemeriksaan, tetapi diubah ke 1 dengan pemeriksaan.

Tetapi karena saya tidak terlalu fasih dalam C ++, saya tidak tahu apakah situasi ini mungkin.