编译器在程序集中优化代码时会做什么?即O2标志

What does the compiler do in assembly when optimizing code? ie -O2 flag

本文关键字：什么 标志 O2 程序 程序集 集中 代码 优化 编译器      更新时间：2023-10-16

因此，当您在编译C++时添加优化标志时，它会运行得更快，但这是如何工作的呢？有人能解释一下大会到底发生了什么吗？

这意味着你让编译器在编译时做额外的工作/分析，所以你可以在运行时获得一些额外宝贵的cpu周期。也许最好用一个例子来解释。

考虑这样一个循环：

const int n = 5;
for (int i = 0; i < n; ++i)
  cout << "bleh" << endl;

如果你在没有优化的情况下编译它，编译器将不会为你做任何额外的工作——为这个代码片段生成的程序集很可能是比较和跳转指令的字面翻译。（这不是最快的，只是最简单的）

然而，如果编译WITH优化，编译器可以很容易地inline这个循环，因为它知道上限永远不会改变，因为n是const。（即，它可以直接复制重复的代码5次，而不是比较/检查终止循环条件）。

下面是另一个优化函数调用的例子。以下是我的整个程序：

#include <stdio.h>
static int foo(int a, int b) {
  return a * b;
} 

int main(int argc, char** argv) {
  fprintf(stderr, "%dn", foo(10, 15));
  return 0;
}

如果我在x86机器上使用gcc foo.c编译此代码而不进行优化，那么我的程序集如下所示：

movq    %rsi, %rax
movl    %edi, -4(%rbp)
movq    %rax, -16(%rbp)
movl    $10, %eax      ; these are my parameters to
movl    $15, %ecx      ; the foo function
movl    %eax, %edi
movl    %ecx, %esi
callq   _foo
; .. about 20 other instructions ..
callq   _fprintf

在这里，它并没有优化任何东西。它用我的常数值加载寄存器，并调用我的foo函数。但是，如果我使用-O2标志重新编译：

movq    (%rax), %rdi
leaq    L_.str(%rip), %rsi
movl    $150, %edx
xorb    %al, %al
callq   _fprintf

编译器非常聪明，甚至不再调用foo。它只是内联它的返回值。

在生成程序集之前，大多数优化都发生在编译器的中间表示中。你绝对应该看看AgnerFog的软件优化资源。第一本手册的第8章通过实例描述了编译器执行的优化。

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