c++ - 为什么使用三元运算符返回字符串会生成与在等效的 if/else block 中返回的代码截然不同的代码？

Question

我正在使用编译器资源管理器，在使用类似这样的东西时，我偶然发现了三元运算符的一个有趣行为:

std::string get_string(bool b)
{
    return b ? "Hello" : "Stack-overflow";
}

编译器为此生成的代码(clang trunk，带 -O3)是这样的:

get_string[abi:cxx11](bool):                 # @get_string[abi:cxx11](bool)
        push    r15
        push    r14
        push    rbx
        mov     rbx, rdi
        mov     ecx, offset .L.str
        mov     eax, offset .L.str.1
        test    esi, esi
        cmovne  rax, rcx
        add     rdi, 16 #< Why is the compiler storing the length of the string
        mov     qword ptr [rbx], rdi
        xor     sil, 1
        movzx   ecx, sil
        lea     r15, [rcx + 8*rcx]
        lea     r14, [rcx + 8*rcx]
        add     r14, 5 #< I also think this is the length of "Hello" (but not sure)
        mov     rsi, rax
        mov     rdx, r14
        call    memcpy #< Why is there a call to memcpy
        mov     qword ptr [rbx + 8], r14
        mov     byte ptr [rbx + r15 + 21], 0
        mov     rax, rbx
        pop     rbx
        pop     r14
        pop     r15
        ret
.L.str:
        .asciz  "Hello"

.L.str.1:
        .asciz  "Stack-Overflow"

但是，编译器为以下代码段生成的代码要小得多，而且没有调用 memcpy ，并且不关心同时知道两个字符串的长度。它跳转到 2 个不同的标签

std::string better_string(bool b)
{
    if (b)
    {
        return "Hello";
    }
    else
    {
        return "Stack-Overflow";
    }
}

编译器为上述片段(带有 -O3 的 clang trunk)生成的代码是这样的:

better_string[abi:cxx11](bool):              # @better_string[abi:cxx11](bool)
        mov     rax, rdi
        lea     rcx, [rdi + 16]
        mov     qword ptr [rdi], rcx
        test    sil, sil
        je      .LBB0_2
        mov     dword ptr [rcx], 1819043144
        mov     word ptr [rcx + 4], 111
        mov     ecx, 5
        mov     qword ptr [rax + 8], rcx
        ret
.LBB0_2:
        movabs  rdx, 8606216600190023247
        mov     qword ptr [rcx + 6], rdx
        movabs  rdx, 8525082558887720019
        mov     qword ptr [rcx], rdx
        mov     byte ptr [rax + 30], 0
        mov     ecx, 14
        mov     qword ptr [rax + 8], rcx
        ret

相同的结果是当我使用三元运算符时:

std::string get_string(bool b)
{
    return b ? std::string("Hello") : std::string("Stack-Overflow");
}

我想知道为什么第一个示例中的三元运算符会生成该编译器代码。我相信罪魁祸首在 const char[] .
P.S:GCC 会调用 strlen在第一个示例中，但 Clang 没有。
链接到编译器资源管理器示例: https://godbolt.org/z/Exqs6G
谢谢你的时间!
抱歉代码墙

Answer 1

这里的主要区别是第一个版本是 无分支 .
16 不是这里任何字符串的长度(较长的字符串，带 NUL，只有 15 个字节长)；这是一个 偏移进入返回对象(其地址在RDI中传递以支持RVO)，用于表示正在使用小字符串优化(注意缺少分配)。长度为5或5+1+8存放在R14中，存放在std::string中以及传递给 memcpy (连同 CMOVNE 选择的指针)加载实际的字符串字节。
另一个版本有一个明显的分支(尽管 std::string 结构的一部分已被提升到它上面)并且实际上确实明确地有 5 和 14，但是由于字符串字节已被包含为立即值(表示为整数)各种大小。
至于为什么这三个等效函数会产生两个不同版本的生成代码，我所能提供的只是优化器是迭代的和启发式 算法；他们无法独立于起点可靠地找到相同的“最佳” assembly 。