为什么由 gcc mov 生成 asm 两次？

Question

假设我有以下 C 代码： #包括

int main()
{
    int x = 11;
    int y = x + 3;
    printf("%d\n", x);
    return 0;
}

然后我使用 gcc 将它编译成 asm，我得到了这个（去掉了一些标志）：

main:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    subq    $16, %rsp
    movl    $11, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    addl    $3, %eax
    movl    %eax, -8(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    movl    %eax, %esi
    movl    $.LC0, %edi
    movl    $0, %eax
    call    printf
    movl    $0, %eax
    leave
    ret

我的问题是为什么它是movl -4(%rbp), %eax 后跟movl %eax, %esi，而不是简单的movl -4(%rbp), %esi（根据我的实验效果很好）？

Answer 1

您可能没有启用优化。

如果不进行优化，编译器将生成这样的代码。一方面，它不将数据分配给寄存器，而是在堆栈上。这意味着当您对变量进行操作时，它们将首先被转移到寄存器中，然后再进行操作。

因此，鉴于x 的生活被分配在-4(%rbp) 中，这就是代码的外观，就好像您直接翻译它而不进行优化一样。首先将11 移动到x 的存储中。这意味着：

movl    $11, -4(%rbp)

完成第一个语句。下一条语句是评估x+3并放入y的存储中（即-8(%rbp)，这是在不考虑之前生成的代码的情况下完成的：

movl     -4(%rbp), %eax
addl     $3, %eax
movl     %eax, -8(%rbp)

完成第二个语句。顺便说一下，分为两部分：x+3的评估和结果的存储。然后编译器继续为printf 语句生成代码，同样不考虑之前的语句。

另一方面，如果您启用优化，编译器会执行一些智能且对人类显而易见的事情。一件事是它允许将变量分配给寄存器，或者至少跟踪可以找到变量值的位置。在这种情况下，例如，编译器会在第二个语句中知道x 不仅存储在-4(%ebp)，它还将知道它存储在$11（是的，它现在是实际值）。然后它可以使用它向它添加3，这意味着它知道结果是14（但它更聪明——它还看到你没有使用那个变量，所以它完全跳过了那个语句）。下一个语句是printf 语句，在这里它可以使用它知道x 是11 的事实并将其直接传递给printf。顺便说一句，它还意识到它无法在-4(%ebp) 使用x 的存储空间。最后它可能知道printf 做了什么（因为您包含stdio.h），因此可以分析格式字符串并在编译时进行转换，以将printf 语句替换为直接将14 写入标准输出的调用。