编译器将 printf 更改为 puts

Question

考虑以下代码：

#include <stdio.h>

void foo() {
    printf("Hello world\n");
}

void bar() {
    printf("Hello world");
}

这两个函数产生的程序集是：

.LC0:
        .string "Hello world"
foo():
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        jmp     puts
bar():
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        xor     eax, eax
        jmp     printf

现在我知道puts 和 printf之间的区别，但我发现 gcc 能够内省 const char* 并确定是调用 printf 还是 puts 非常有趣。

另一个有趣的事情是，在bar ，编译器将返回寄存器 ( eax ) 清零，即使它是一个void函数。 为什么它在那里而不是在foo这样做？

我假设编译器“内省了我的字符串”是否正确，或者对此有另一种解释？

Answer 1

我假设编译器“内省了我的字符串”是否正确，或者对此有另一种解释？

是的，这正是发生的事情。 这是由编译器完成的非常简单且常见的优化。

由于您的第一个printf()调用只是：

printf("Hello world\n");

它相当于：

puts("Hello world");

由于puts()不需要扫描和解析字符串以获取格式说明符，因此它比printf()快得多。 编译器注意到您的字符串以换行符结尾并且不包含格式说明符，因此会自动转换调用。

这也节省了一点空间，因为现在只需要在生成的二进制文件中存储一个字符串"Hello world" 。

请注意，对于以下形式的调用，这通常是不可能的：

printf(some_var);

如果some_var不是简单的常量字符串，则编译器无法知道它是否以\\n结尾。

其他常见的优化有：

• strlen("constant string")可能会在编译时被评估并转换为数字。
• 如果编译器确定location1和location2不重叠memmove(location1, location2, sz)可能会转换为memcpy() 。
• 小尺寸的memcpy()可以在单个mov指令中转换，即使尺寸更大，有时也可以内联调用以更快。

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另一个有趣的事情是，在bar ，编译器将返回寄存器 ( eax ) 清零，即使它是一个void函数。 为什么它在那里而不是在foo这样做？

请参阅此处： 为什么 %eax 在调用 printf 之前归零？

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Answer 2

另一个有趣的事情是，在 bar 中，编译器将返回寄存器 (eax) 清零，即使它是一个 void 函数。 为什么它在那里而不是在 foo 中这样做？

这与标题中的问题完全无关，但仍然很有趣。

异或归零%eax在调用 printf之前，因此是调用的一部分，与返回值无关。 发生这种情况的原因是printf是一个可变参数函数，并且可变参数函数的 x86_64 ABI 需要在 xmm 寄存器中传递浮点参数，并且需要在 %al 中传递此类参数的数量。 所以这条指令是为了确保 %al 为 0，因为没有参数在 xmm 寄存器中传递给 printf。

puts 不是可变参数函数，因此不需要它。