为什么C ++编译器不将此条件布尔分配优化为无条件分配？

考虑以下功能：

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

在我看来，如果flag具有有效的布尔值，则相当于将其无条件设置为true，如下所示：

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

然而，gcc和clang都不以这种方式对其进行优化-两者都在-O3优化级别上生成以下内容：

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

我的问题是：只是代码太特殊而无法优化，还是有充分的理由说明为什么这种优化是不必要的（如果flag没有引用的话）volatile？似乎唯一的原因可能是在读取时flag可能以某种方式具有非true-或- false值而没有未定义的行为，但是我不确定这是否可能。

由于缓存一致性的考虑，这可能会对程序的性能产生负面影响。flag每次写入func()都会导致包含的缓存行变脏。无论写入的值与写入前在目标地址上找到的位完全匹配的事实，都会发生这种情况。

编辑

HV提供了另一个阻止此类优化的充分理由。对于提议的优化，这是一个更有说服力的论据，因为它可能导致不确定的行为，而我的（原始）回答仅涉及性能方面。

经过一番思考之后，我可以再举一个示例，说明为什么应严格禁止编译器-除非他们可以证明该转换对于特定上下文是安全的-否则引入无条件写入。考虑以下代码：

const bool foo = true;

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

如果使用无条件写入，func()则肯定会触发未定义的行为（对只读存储器的写入将终止程序，即使该写入的效果否则为空操作）。

除了莱昂对性能的回答外：

假设 flag是true。假设有两个线程在不断调用func(flag)。在这种情况下，编写的函数不会在中存储任何内容flag，因此这应该是线程安全的。两个线程确实访问相同的内存，但只能读取它。无条件设置flag为true意味着两个不同的线程将写入同一内​​存。这是不安全的，即使正在写入的数据与已经存在的数据相同，也不安全。

我不确定这里的C ++的行为，但是在C中，内存可能会更改，因为如果内存中包含非1以外的非零值，则它在检查时将保持不变，但在检查时变为1。

但是由于我不太熟练使用C ++，所以我不知道这种情况是否可能。