为什么gcc创建冗余的汇编代码？

Question

我想研究如何将某些C / C ++功能转换为程序集，并创建了以下文件：

struct foo {
    int x;
    char y[0];
};

char *bar(struct foo *f)
{
    return f->y;
}

然后，我用gcc -S编译了该代码（并且还尝试了g++ -S ），但是当我查看汇编代码时，我很失望地在bar函数中发现微不足道的冗余，我认为gcc应该可以优化它：

_bar:
Leh_func_begin1:
        pushq   %rbp
Ltmp0:
        movq    %rsp, %rbp
Ltmp1:
        movq    %rdi, -8(%rbp)
        movq    -8(%rbp), %rax
        movabsq $4, %rcx
        addq    %rcx, %rax
        movq    %rax, -24(%rbp)
        movq    -24(%rbp), %rax
        movq    %rax, -16(%rbp)
        movq    -16(%rbp), %rax
        popq    %rbp
        ret
Leh_func_end1:

除其他外，线

        movq    %rax, -24(%rbp)
        movq    -24(%rbp), %rax
        movq    %rax, -16(%rbp)
        movq    -16(%rbp), %rax

似乎毫无意义地多余。 gcc（可能还有其他编译器）是否有任何理由不能/不对此进行优化？

Answer 1

我认为gcc应该可以优化。

从gcc手册 ：

没有任何优化选项，编译器的目标是降低编译成本并使调试产生预期的结果。

换句话说，除非您要求，否则它不会优化。 当我使用-O3标志打开优化时，gcc 4.4.6会产生效率更高的代码：

bar:
.LFB0:
        .cfi_startproc
        leaq    4(%rdi), %rax
        ret
        .cfi_endproc

有关更多详细信息，请参见手册中控制优化的选项 。

Answer 2

编译器在没有优化的情况下生成的代码通常是直接的逐条指令翻译，这些指令不是程序的指令，而是可能已引入冗余的中间表示形式的指令。

如果希望汇编时没有这些多余的指令，请使用gcc -O -S

您期望的那种优化称为窥孔优化 。 编译器通常具有很多这样的功能，因为与更多的全局优化不同，它们的使用成本低廉，并且（通常）不会冒使代码恶化的风险-至少在编译结束时才应用。

在此博客文章中 ，我提供了一个示例，其中当源代码中的整数类型为64位但仅结果的最低32位时，GCC和Clang可能会产生更短的32位指令。