C 看似微不足道的优化尚未完成

Question

我正在编写的程序包含 10 个全局函数指针。然后我决定将它们放入一个结构中，看看这是否会改变调用其中两个函数后生成的机器代码。我惊讶地发现，使用结构的代码版本比不使用结构的代码版本多包含两个移动指令(反汇编的所有其他行都是相同的)。这是某种奇怪的优化，还是编译器不知道如何消除结构成员调用的开销？我使用 Clang 3.8 作为编译器，并针对 x86 进行编译。

带结构的版本:

#include GLES2/gl2.h

struct GLES2FunctionPointers {
    const PFNGLCLEARCOLORPROC glClearColor;
    const PFNGLCREATEPROGRAMPROC glCreateProgram;
};

struct GLES2FunctionPointers GLES2 = {
     .glCreateProgram = 
(PFNGLCREATEPROGRAMPROC)eglGetProcAddress("glCreateProgram"),
    .glCreateShader = 
(PFNGLCREATESHADERPROC)eglGetProcAddress("glCreateProgram"),
};

GL_APICALL GLuint GL_APIENTRY glCreateShader(GLenum type) {
    return GLES2.glCreateShader(type);
}

GL_APICALL void GL_APIENTRY glShaderSource(GLuint shader, GLsizei count, const 
GLchar *const*string, const GLint *length) {
    GLES2.glShaderSource(shader, count, string, length);
}

没有结构的版本:

const PFNGLCREATESHADERPROC glCreateShaderPointer = (PFNGLCREATESHADERPROC)eglGetProcAddress("glCreateShader");

GL_APICALL GLuint GL_APIENTRY glCreateShader(GLenum type) {
    return glCreateShaderPointer(type);
}

const PFNGLSHADERSOURCEPROC glShaderSourcePointer = 
(PFNGLSHADERSOURCEPROC)eglGetProcAddress("glCreateProgram");

GL_APICALL void GL_APIENTRY glShaderSource(GLuint shader, GLsizei count, 
const GLchar *const*string, const GLint *length) {
    glShaderSourcePointer(shader, count, string, length);
}

这是正在反汇编的函数:

int prepareShader(GLuint shaderType, const char * shaderCode) {
    GLuint shader = glCreateShader(shaderType);
    int len = strlen(shaderCode);
    glShaderSource(shader, 1, &shaderCode, &len);
    return shader;
}

这是main中的函数调用:

int vertexShader = prepareShader(GL_VERTEX_SHADER, VERTEX_SHADER);
//VERTEX_SHADER is a string in my code

Answer 1

结构本身没有开销。 const 结构应该针对直接调用进行优化:

https://godbolt.org/g/gBNnp3

如果结构不是 const，则需要首先加载指针值。如果需要填充，符号的目标代码输出也可能略有不同(如果我尝试使用十个函数，call1会得到xchg %ax %ax == 最后没有操作)。