sur*_*rrz 6 c gcc loops compiler-optimization loop-unrolling
给出以下代码
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int k = 0;
for( k = 0; k < 20; ++k )
{
printf( "%d\n", k ) ;
}
}
使用GCC 5.1或更高版本
-x c -std=c99 -O3 -funroll-all-loops --param max-completely-peeled-insns=1000 --param max-completely-peel-times=10000
部分循环展开,它将循环展开十次然后进行条件跳转.
.LC0:
.string "%d\n"
main:
pushq %rbx
xorl %ebx, %ebx
.L2:
movl %ebx, %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 1(%rbx), %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 2(%rbx), %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 3(%rbx), %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 4(%rbx), %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 5(%rbx), %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 6(%rbx), %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 7(%rbx), %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 8(%rbx), %esi
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
call printf
leal 9(%rbx), %esi
xorl %eax, %eax
movl $.LC0, %edi
addl $10, %ebx
call printf
cmpl $20, %ebx
jne .L2
xorl %eax, %eax
popq %rbx
ret
但是使用旧版本的GCC(例如4.9.2)会创建所需的assemlby
.LC0:
.string "%d\n"
main:
subq $8, %rsp
xorl %edx, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $1, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $2, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $3, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $4, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $5, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $6, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $7, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $8, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $9, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $10, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $11, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $12, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $13, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $14, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $15, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $16, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $17, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $18, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
movl $19, %edx
movl $.LC0, %esi
movl $1, %edi
xorl %eax, %eax
call __printf_chk
xorl %eax, %eax
addq $8, %rsp
ret
有没有办法强制GCC的更高版本产生相同的输出？
使用https://godbolt.org/g/D1AR6i生成程序集
编辑:没有重复的问题,因为用更高版本的GCC完全展开循环的问题尚未解决.--param max-completely-peeled-insns=1000 --param max-completely-peel-times=10000使用GCC> = 5.1,传递对生成的装配没有影响
您使用的标志和参数不能保证循环将完全展开。GCC文档-funroll-all-loops对您正在使用的标志进行了以下说明：
打开完全循环剥离（即通过少量恒定迭代次数完全删除循环）
如果编译器确定给定代码段的迭代次数不是“小常量”（即数字太高），则它可能只会像此处所做的那样进行部分剥离或展开。此外，param您使用的选项只是最大值，但不会强制完全展开小于设置值的循环。换句话说，如果循环的迭代次数超过了您设置的最大值，则循环将不会完全展开；但反之则不然。
进行优化时会考虑许多因素。这里代码中的瓶颈是对函数的调用printf，编译器在进行成本计算时可能会考虑到这一点，或者判断展开的指令大小开销太重要了。然而，当您告诉它展开循环时，它似乎确定最好的解决方案是通过 10 次展开和 aa 跳转来转换初始循环。
如果用printf其他东西替换，编译器可能会进行不同的优化。例如，尝试将其替换为以下内容：
volatile int temp = k;
包含此新代码片段的循环将在较新版本的 GCC（以及较旧版本）上完全展开。请注意，易失性关键字只是一个技巧，因此编译器不会完全优化循环。
总而言之，据我所知，没有办法强制 GCC 的更高版本产生相同的输出。
附带说明一下，从优化级别-O2开始，并且没有任何额外的编译器标志，最新版本的 Clang 完全展开了循环。