卡马克的求平方根函数代码的陷阱

 首先感谢xq; lj定位问题！

 问题出在我签入的来自卡马克的求平方根函数代码。

double InvSqrt(double number)
{
      __int64 i;
      double x2, y;
      const double threehalfs = 1.5F;
    
      x2 = number * 0.5F;
      y = number;
      i = *(__int64 *)&y;
      i = 0x5fe6ec85e7de30da - (i >> 1);
      y = *( double *)&i;
      y = y * (threehalfs - (x2 * y * y)); //1st iteration
      y = y * (threehalfs - (x2 * y * y)); //2nd iteration, this can be removed
      return y;
}

红色部分代码在gcc开启-fstrict-aliasing选项后将得到错误的代码。由于使用了type-punned pointer将打破strict-aliasing规则。

由于-fstrict-aliasing选项在-O2, -O3, -Os等优化模式下都将开启（目前dev不带优化，main带-O3所以该问题只在main上出现）所以建议对linux编译中产生
warning: dereferencing type-punned pointer will break strict-aliasing rule
警告的情况作为编译失败。以便防止出现类似问题。
上述代码应当使用联合体重写为：

double InvSqrt(double number)
{
      double x2, y;
      const double threehalfs = 1.5F;
      union
      {
            double d;
            __int64 i;
      }d;
      x2 = number * 0.5F;
      y = number;
      d.d =  y;
      d.i = 0x5fe6ec85e7de30da - (d.i >> 1);
      y = d.d;
      y = y * (threehalfs - (x2 * y * y)); //1st iteration
      y = y * (threehalfs - (x2 * y * y)); //2nd iteration, this can be removed
      return y;
}

这样就不会打破该规则。

什么是Strict Aliasing？请看：http://www.cellperformance.com/mike_acton/2006/06/understanding_strict_aliasing.html?

In C99, it is illegal to create an alias of a different type than the original.

在我们现在的代码中可以按正则表达式\([^()]+\*:b*\):b*&找到约180个匹配行，涉及60个文件。
这其中应该有一些是不符合这个strict-aliasing要求的。
处理方法
1是临时关闭strict-aliasing选项：在使用-O2, -O3, -Os编译的情况下使用-fno-strict-aliasing关闭strict-aliasing
2是要修改这类不满足该限制的代码，在完全修改完毕之后再打开。
要注意到，strict-aliasing选项提示编译器代码满足这个限制，所以可以提供编译器进行额外的代码优化的机会。