c - gcc优化的解释

Question

出于黑客的好奇心，我想知道gcc 是如何巧妙地优化下面的函数的？

int c() {
        int i, j = 0;
        for (i = 0; i < 10; i++) {
                j += i;
        }
        return j;
}

$objdump -D c.o 下面是针对 arm 但 x86 在逻辑上没有什么不同。

00000000 <c>:
   0:   202d        movs    r0, #45 ; 0x2d
   2:   4770        bx  lr

我主要想知道这是优化链还是类似模板匹配的结果？是否有关于此类优化的文档？

Answer 1

优化器分阶段/通过执行此操作...当您指定 -O2 时，会启用许多优化。此处发挥作用的主要优化是

1. loop unrolling
2. constant propagation
3. constant folding
4. dead-code elimination

http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Optimize-Options.html

所以这段代码

int i, j = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
    j += i;
}
return j;

循环展开后变成

int i, j = 0;
i=0; j += i;
i=1; j += i;
i=2; j += i;
i=3; j += i;
i=4; j += i;
i=5; j += i;
i=6; j += i;
i=7; j += i;
i=8; j += i;
i=9; j += i;
return j;

在不断传播之后

int i, j = 0;
i=0; j += 0;
i=1; j += 1;
i=2; j += 2;
i=3; j += 3;
i=4; j += 4;
i=5; j += 5;
i=6; j += 6;
i=7; j += 7;
i=8; j += 8;
i=9; j += 9;
return j;

死代码消除后

j = 0;
j += 0;
j += 1;
j += 2;
j += 3;
j += 4;
j += 5;
j += 6;
j += 7;
j += 8;
j += 9;
return j;

在constant folding之后

j = 45;
return j;

最后，

return 45;