如何优化默认 if-branch答案

【问题标题】：How to optimize out default if-branch如何优化默认 if-branch
【发布时间】：2014-08-21 06:17:10
【问题描述】：

我有以下代码。鉴于 foo 是如何被调用的，GCC 和 Clang 可以提供哪些编译器参数来像 icc 一样优化 if 语句？

代码：

#include <cstdlib>

int foo(int i, bool b = false)
{
   if (b) ++i;
   return ++i;
}

int boo(int i)
{
   return ++i;
}

static const bool global_b = false;
int goo(int i, bool b = global_b)
{
   if (b) ++i;
   return ++i;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  int i = atoi(argv[1]);
  return 2 * foo(i) + 3 * boo(i) + 7 * goo(i);
}

GCC 4.9 -O2 反汇编：

foo(int, bool):
   cmp   sil, 1
   sbb   edi, -1
   lea   eax, [rdi+1]
   ret

goo(int, bool):
   cmp   sil, 1
   sbb   edi, -1
   lea   eax, [rdi+1]
   ret

boo(int):
   lea   eax, [rdi+1]
   ret

Clang 3.4 -O2 反汇编：

foo(int, bool):
   movzbl %sil, %eax
   leal   1(%rdi,%rax), %eax
   ret
goo(int, bool):
   movzbl %sil, %eax
   leal   1(%rdi,%rax), %eax
   ret
boo(int):
   leal  1(%rdi), %eax
   ret

IntelCC 13 -O2 反汇编：

foo(int, bool):
 incl %edi
 movl %edi, %eax
 ret
goo(int):
 incl %edi
 movl %edi, %eax
 ret       
boo(int):
 incl %edi
 movl %edi, %eax
 ret

模板化 foo 我们得到以下结果：

template <typename T>
T foo_t(T i, bool b = false)
{
   if (b) ++i;
   return ++i;
}

GCC 4.9 被隐式内联：

add eax, 1

【问题讨论】：

嗯，ICC 的代码生成器只是……错了。
@TC：您能详细说明一下吗？结果来自：gcc.godbolt.org
ICC 生成的代码根本不检查 bool 参数。由于foo 具有外部链接，因此可以在不同的翻译单元中将true 作为第二个参数调用，因此代码生成根本不正确。
你试过gcc -O3吗？
@firda: 是的，这里是：foo(int, bool): cmp sil, 1 sbb edi, -1 lea eax, [rdi+1] ret

标签： c++ gcc optimization icc gcc4.9

【解决方案1】：

英特尔的编译器错误。如果没有像 gcc 的 -fwhole-program 这样的选项（它会自动将除 main 之外的所有函数标记为 static，即此翻译单元的本地函数），我们不知道是否从另一个翻译单元调用 foo，因此编译器不能假定总是使用等于 false 的第二个参数调用它。

【讨论】：

foo 在当前翻译单元中。如果 foo 是一个模板，而 int 是另一个标题中的类型名，则优化工作。
foo<X> where X is in an anonymous namespace 可以粗略地使函数静态（不能从任何其他 TU 引用它）并且转换有效，不知道你是不是这个意思。
当它是一个模板时，编译器可以说“没有其他人会调用这个函数”，因为模板不能跨编译单元使用，但foo可以从其他编译单元调用.将其设为static，它就会消失。此外，如果代码实际上是内联的，编译器将在内联阶段解析常量值b。
@MatsPetersson 您可以跨 TU 使用模板（如内联函数），这就是我们经常将它们放入标题中的原因。
@MarcGlisse：不，我们将它们放在头文件中的原因是编译器不会使用当前 TU 之外的模板。相反，您必须通过头文件将模板函数的源代码包含到该 TU 中。

【解决方案2】：

有内联限定符，还有什么是增加一个已通过值传递的局部变量？这是一个优化的版本：

#include <cstdlib>

inline int foo(int i, bool b = false)
{
   // i is passed by value, no point incrementing it
   //if (b) ++i; 
   //return ++i;
   return (b)? i+2 : i+1;
}

inline int boo(int i)
{
   // i is passed by value, no point incrementing it
   return i+1;//++i;
}

static const bool global_b = false;
inline int goo(int i, bool b = global_b)
{
   // i is passed by value, no point incrementing it
   //if (b) ++i;
   //return ++i;
   return (b)? i+2 : i+1;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  int i = atoi(argv[1]);
  return 2 * foo(i) + 3 * boo(i) + 7 * goo(i);
}

【讨论】：

【解决方案3】：

尝试将foo 正文重写为return i+1+b;。

【讨论】：

【解决方案4】：

如前所述，-fwhole-program 是成功的关键。

此外，您可以将函数定义为静态（内联也可以）：

static int foo(int i, bool b = false)
{
   if (b) ++i;
   return ++i;
}

这只会生成：

add eax, 1

【讨论】：

问题是这是一个玩具示例，实际函数很大，编译器似乎不想内联它。
@GellyRistor 如果它是大函数并且您知道某些变量不会改变值 - 只要摆脱这些变量和相关条件，如果您不能告诉这一点 - 编译器将无济于事

【解决方案5】：

OP 只讲述了故事的一部分:)。

gcc -O2 实际上内联了所有的函数调用，main 看起来像这样：

main:
    subq    $8, %rsp
    movq    8(%rsi), %rdi
    movl    $10, %edx
    xorl    %esi, %esi
    call    strtol
    addl    $1, %eax
    addq    $8, %rsp
    leal    0(,%rax,8), %edx
    leal    (%rdx,%rax,4), %eax
    ret

【讨论】：