汇编的c ++似乎包含多余的指令

Question

我有一个仅包含以下内容的cpp文件:

void f(int* const x)
{
  (*x)*= 2;
}

我编译:

g++ -S -masm=intel -O3 -fno-exceptions -fno-asynchronous-unwind-tables f.cpp

这导致f.s包含:

    .section    __TEXT,__text,regular,pure_instructions
    .macosx_version_min 10, 12
    .intel_syntax noprefix
    .globl  __Z1fPi
    .p2align    4, 0x90
__Z1fPi:                                ## @_Z1fPi
## BB#0:
    push    rbp
    mov rbp, rsp
    shl dword ptr [rdi]
    pop rbp
    ret


.subsections_via_symbols

如果我删除了push,mov和pop指令并组装(在mac上,我正在使用Clang),结果对象文件要小4个字节.链接和执行结果具有相同的行为和相同大小的可执行文件.

这表明这些指令是多余的 - 为什么编译器会把它们放入？这只是一个留给链接器的优化吗？

Answer 1

CLANG/CLANG++既是本机编译器，也是支持多个目标的交叉编译器。在 OS/X 上，默认目标通常是x86_64-apple-darwin64 位代码和i386-apple-darwin32 位代码的变体。您看到的代码类似于以下形式：

push    rbp
mov rbp, rsp

[snip]

pop rbp
ret

是为了引入栈帧而产生的。默认情况下，CLANG++ 隐式启用 Apple Darwin 目标的堆栈帧。x86_64-linux-gnu这与和等 Linux 目标不同i386-linux-gnu。堆栈框架对于某些分析和展开库可以派上用场，并且可以帮助在 OS/X 平台上进行调试，这就是为什么我相信他们选择默认打开它们。

您可以使用CLANG++选项显式省略帧指针-fomit-frame-pointer。如果您使用构建命令

g++ -S -masm=intel -O3 -fno-exceptions -fno-asynchronous-unwind-tables \
    -fomit-frame-pointer f.cpp 

输出类似于：

    shl     dword ptr [rdi]
    ret

查看具有不同目标的代码

如果您在CLANG++中使用不同的目标，您会发现行为不同。这是一个 x86-64 Linux 目标，我们没有显式省略帧指针：

clang++ -target x86_64-linux-gnu -S -masm=intel -O3 -fno-exceptions \
    -fno-asynchronous-unwind-tables f.cpp 

生成：

    shl     dword ptr [rdi]
    ret

这是您原来的 x86-64 Apple Darwin 目标：

clang++ -target x86_64-apple-darwin -S -masm=intel -O3 -fno-exceptions \
    -fno-asynchronous-unwind-tables f.cpp 

生成：

    push    rbp
    mov     rbp, rsp
    shl     dword ptr [rdi]
    pop     rbp
    ret

然后是省略了帧指针的 x86-64 Apple 目标：

clang++ -target x86_64-apple-darwin -S -masm=intel -O3 -fno-exceptions \
    -fno-asynchronous-unwind-tables -fomit-frame-pointer f.cpp 

生成：

    shl     dword ptr [rdi]
    ret

您可以在Godbolt上对这些目标进行比较。生成的代码的第一列类似于问题 - Apple target with隐式帧指针。第二个是没有帧指针的 Apple 目标，第三个是 x86-64 Linux 目标。