How do I stop GCC from optimizing this byte-for-byte copy into a memcpy call?

Question

I have this code for memcpy as part of my implementation of the standard C library which copies memory from src to dest one byte at a time:

void *memcpy(void *restrict dest, const void *restrict src, size_t len)
{
    char *dp = (char *restrict)dest;
    const char *sp = (const char *restrict)src;

    while( len-- )
    {
        *dp++ = *sp++;
    }

    return dest;
}

With gcc -O2, the code generated is reasonable:

memcpy:
.LFB0:
        movq    %rdi, %rax
        testq   %rdx, %rdx
        je      .L2
        xorl    %ecx, %ecx
.L3:
        movzbl  (%rsi,%rcx), %r8d
        movb    %r8b, (%rax,%rcx)
        addq    $1, %rcx
        cmpq    %rdx, %rcx
        jne     .L3
.L2:
        ret
.LFE0:

但是，在处gcc -O3，GCC将此天真的逐字节副本优化为memcpy调用：

memcpy:
.LFB0:
        testq   %rdx, %rdx
        je      .L7
        subq    $8, %rsp
        call    memcpy
        addq    $8, %rsp
        ret
.L7:
        movq    %rdi, %rax
        ret
.LFE0:

这将不起作用（memcpy无条件调用自身），并且会导致段错误。

我尝试过传递-fno-builtin-memcpy和-fno-loop-optimizations，并且发生相同的事情。

我正在使用GCC版本8.3.0：

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/local/libexec/gcc/x86_64-cros-linux-gnu/8.3.0/lto-wrapper
Target: x86_64-cros-linux-gnu
Configured with: ../configure --prefix=/usr/local --libdir=/usr/local/lib64 --build=x86_64-cros-linux-gnu --host=x86_64-cros-linux-gnu --target=x86_64-cros-linux-gnu --enable-checking=release --disable-multilib --enable-threads=posix --disable-bootstrap --disable-werror --disable-libmpx --enable-static --enable-shared --program-suffix=-8.3.0 --with-arch-64=x86-64
Thread model: posix
gcc version 8.3.0 (GCC) 

如何禁用使副本转换为memcpy呼叫的优化？

Answer 1

在这里似乎一件事就足够了：不用使用-fno-builtin-memcpyuse -fno-builtin来编译single的翻译单元memcpy！

另一种选择是通过-fno-tree-loop-distribute-patterns; 尽管这可能很脆弱，因为它禁止编译器先重新组织循环代码，然后再用对mem*函数的调用来替换其中的一部分。

或者，由于您不能依赖C库中的任何内容，-ffreestanding因此可以按顺序使用。

Answer 2

这不起作用（memcpy 无条件调用自身），并且会导致段错误。

重新定义memcpy是未定义的行为。

如何禁用导致副本转换为 memcpy 调用的优化（最好仍然使用 -O3 进行编译）？

不。最好的方法是修复你的代码：

• 在大多数情况下，您应该使用其他名称。

• 在极少数情况下，您确实正在实现 C 库（如评论中所述），并且您确实想要重新实现memcpy，那么您应该使用特定于编译器的选项来实现这一目标。对于 GCC，请参见-fno-builtin*和-ffreestanding，以及-nodefaultlibs和-nostdlib。