assembly GCC似乎错过了简单的优化

我试图引入一个具有三元运算符语义的泛型函数：E1 ? E2 : E3。我看到编译器能够消除E2或E3之一的计算，这取决于三元运算符的E1条件。然而，GCC在ternary函数调用的情况下错过了这种优化（即使E2/E3没有副作用）。
在下面的清单中，函数ternary的行为与三元运算符类似。然而，GCC可能会发出对函数f的大量调用，这似乎可以在某些输入值中消除（正是三元运算符的方式），因为f是用纯属性声明的-请查看GCC生成的汇编代码的godbolt链接。
这是可以在GCC（优化空间）中改进的，还是C++标准明确禁止这种优化？

// Very heavy function
int f() __attribute__ ((pure));

inline int ternary(bool cond, int n1, int n2) {
    return cond ? n1 : n2;
}

int foo1(int i) {
    return i == 0 ? f() : 0;
}

int foo2(int i) {
    return ternary(i == 0, f(), 0);
}

带有-O3 -std=c++11的程序集列表：

foo1(int):
  test edi, edi
  jne .L2
  jmp f()
.L2:
  xor eax, eax
  ret
foo2(int):
  push rbx
  mov ebx, edi
  call f()
  test ebx, ebx
  mov edx, 0
  pop rbx
  cmovne eax, edx
  ret

https://godbolt.org/z/HfpNzo

我看到编译器能够根据E1条件（只要E2/E3没有副作用）为三元运算符消除E2或E3之一的计算。
编译器不会消除它;它只是从来没有把它优化成一个cmov摆在首位。C++抽象机 * 不 * 计算三元运算符的未使用端。

int a, b;
void foo(int sel) {
    sel ? a++ : b++;
}

像这样编译（Godbolt）：

foo(int):
    test    edi, edi
    je      .L2                # if(sel==0) goto
    add     DWORD PTR a[rip], 1   # ++a
    ret
.L2:
    add     DWORD PTR b[rip], 1   # ++b
    ret

如果两个输入都没有任何副作用，则三元运算符只能优化为asm cmov。否则它们并不完全相等。

**在C++抽象机器中（即gcc优化器的输入），foo2总是调用f()，而foo1没有。
**要让foo 2以这种方式编译，它必须优化对f()的调用。**它总是被调用来为ternary()创建一个arg。

这里有一个遗漏的优化，您应该在GCC的bugzilla上报告（使用missed-optimization关键字作为标记）。https://gcc.gnu.org/bugzilla/enter_bug.cgi?product=gcc

对__attribute__ ((pure)) int f();的调用 * 应该 * 能够被优化1。它可以 * 读取 * 全局变量，但不能有任何副作用影响程序中的其他内容。（https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Common-Function-Attributes.html）

正如@melpomene在评论中发现的那样，__attribute__ ((const)) int f();确实给了你给予你想要的优化。一个__attribute__((const))函数甚至不能读取全局变量，只能读取它的args。（因此，如果没有args，它必须始终返回一个常量。
HVD指出，gcc没有任何关于f()的成本信息。即使它 * 可以 * 优化掉对((pure)) f()和((const)) f的调用，也许它没有优化，因为它不知道它比条件分支更昂贵？也许用配置文件引导的优化来编译会说服gcc做些什么？
但是考虑到它在foo2中对((const)) f的调用是有条件的，gcc可能不知道它可以优化对((pure))函数的调用。也许它只能CSE它们（如果没有全局变量被写入），但不能完全从基本块中优化出来？或者，也许当前的优化器只是未能利用。就像我说的，看起来像一个missed-opt bug。

脚注1：GCC和clang将完全优化pure函数调用，而不仅仅是将重复调用压缩为一个。

//__attribute__((const))  // truly pure function of its args, can't even read globals

__attribute__((pure))  // no side effects that the rest of the program cares about.
int foo(int);

int bar(int a) {
    foo(a);
    return a;
}

Godbolt- GCC和clang都只编译到mov eax, edi以返回第一个arg。他们甚至警告函数调用是无用的，因为没有使用返回值：

# GCC
<source>:6:8: warning: statement has no effect [-Wunused-value]
     foo(a);
     ~~~^~~

# clang
<source>:6:5: warning: ignoring return value of function declared with pure attribute [-Wunused-value]
    foo(a);
    ^~~ ~

assembly GCC似乎错过了简单的优化

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