内联NOP未在LLVM中进行优化

Question

我正在编写使用GCC编译内联ARM程序集的概述中的示例.我使用llvm-gcc 4.2.1,而不是GCC,我正在编译以下C代码:

#include <stdio.h>
int main(void) {
    printf("Volatile NOP\n");
    asm volatile("mov r0, r0");
    printf("Non-volatile NOP\n");
    asm("mov r0, r0");
    return 0;
}

使用以下命令:

llvm-gcc -emit-llvm -c -o compiled.bc input.c
llc -O3 -march=arm -o output.s compiled.bc

我的输出.ARM ASM文件如下所示:

    .syntax unified
    .eabi_attribute 20, 1
    .eabi_attribute 21, 1
    .eabi_attribute 23, 3
    .eabi_attribute 24, 1
    .eabi_attribute 25, 1
    .file   "compiled.bc"
    .text
    .globl  main
    .align  2
    .type   main,%function
main:                                   @ @main
@ BB#0:                                 @ %entry
    str lr, [sp, #-4]!
    sub sp, sp, #16
    str r0, [sp, #12]
    ldr r0, .LCPI0_0
    str r1, [sp, #8]
    bl  puts
    @APP
    mov r0, r0
    @NO_APP
    ldr r0, .LCPI0_1
    bl  puts
    @APP
    mov r0, r0
    @NO_APP
    mov r0, #0
    str r0, [sp, #4]
    str r0, [sp]
    ldr r0, [sp, #4]
    add sp, sp, #16
    ldr lr, [sp], #4
    bx  lr
@ BB#1:
    .align  2
.LCPI0_0:
    .long   .L.str

    .align  2
.LCPI0_1:
    .long   .L.str1

.Ltmp0:
    .size   main, .Ltmp0-main

    .type   .L.str,%object          @ @.str
    .section    .rodata.str1.1,"aMS",%progbits,1
.L.str:
    .asciz   "Volatile NOP"
    .size   .L.str, 13

    .type   .L.str1,%object         @ @.str1
    .section    .rodata.str1.16,"aMS",%progbits,1
    .align  4
.L.str1:
    .asciz   "Non-volatile NOP"
    .size   .L.str1, 17

两个NOP位于各自的@ APP/@ NO_APP对之间.我的期望是,asm()由于-O3标志,没有volatile关键字的语句将被优化,但显然两个内联汇编语句都存在.

为什么asm("mov r0, r0")线不会被识别并作为NOP删除？

Answer 1

正如Mystical和MārtiņšMožeiko所描述的那样,编译器并没有优化代码; 即,更改说明.编译器优化的是指令的调度时间.使用时volatile,编译器不会重新安排.在您的示例中,重新安排将在之前或之后移动printf.

编译器可能进行的另一个优化是获取C值以便为您​​注册.寄存器分配对于优化非常重要.这不会优化汇编程序,但允许编译器使用函数中的其他代码执行合理的操作.

要查看效果volatile,这里有一些示例代码,

int example(int test, int add)
{
  int v1=5, v2=0;
  int i=0;
  if(test) {
    asm volatile("add %0, %1, #7" : "=r" (v2) : "r" (v2));
    i+= add * v1;
    i+= v2;
  } else {
    asm ("add %0, %1, #7" : "=r" (v2) : "r" (v2));
    i+= add * v1;
    i+= v2;
  }
  return i;
}

这两个分支的代码相同,除了volatile. gcc4.7.2为ARM926生成以下代码,

example:
   cmp  r0, #0
   bne  1f           /* branch if test set? */
   add  r1, r1, r1, lsl #2
   add  r0, r0, #7   /* add seven delayed */
   add  r0, r0, r1
   bx   lr
1: mov  r0, #0       /* test set */
   add  r0, r0, #7   /* add seven immediate */
   add  r1, r1, r1, lsl #2
   add  r0, r0, r1
   bx   lr

注意:汇编程序分支与"C"代码相反.由于管道衬里,第二分支在某些处理器上较慢.编译器更喜欢这样

   add  r1, r1, r1, lsl #2
   add  r0, r0, r1

不要按顺序执行.

该Ethernut ARM教程是一个很好的资源.但是,优化是一个过载的单词.编译器不分析汇编,只有参数和其中的代码将被发射.