Question

用clang四处寻找，我编译了一个包含这一行的C程序：

printf("%s\n", argv[0]);

在没有优化的情况下进行编译时，在设置寄存器后，程序集输出调用printf：

movq    (%rcx), %rsi
movq    %rax, %rdi
movb    $0, %al
callq   _printf

我尝试使用clang -O2进行编译。 printf来电已更换为puts来电：

movq    (%rsi), %rdi
callq   _puts

虽然这在这种情况下非常有意义，但它提出了两个问题：

优化编译中函数调用替换的频率是多少？这是常见问题还是stdio例外？
我可以为自己的库编写编译器优化吗？我该怎么做？

Answer 1

优化编译中函数调用替换的频率是多少？这是常见问题还是stdio例外？

在LLVM中用printf替换puts的优化位于类LibCallSimplifier中。您可以在llvm/include/llvm/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.h中看到头文件，在llvm/lib/Transforms/Utils/SimplifyLibCalls.cpp中看到实现。查看这些文件将给出一些已完成的其他库调用替换优化的示例（头文件可能更容易开始）。当然还有其他许多LLVM所做的优化，你可以通过查看LLVM passes列表来了解其中一些优化。

我可以为自己的库编写编译器优化吗？我该怎么做？

是的，你可以。 LLVM非常模块化，可以在一系列过程中对IR进行转换。因此，如果您想为自己的库添加一个自定义传递，您可以这样做（尽管理解LLVM编译器流如何工作仍然是一项相当大的工作）。一个很好的起点是文件：Writing an LLVM Pass。

Answer 2

这种优化取决于编译器知道名为printf的函数只能是C标准定义的printf函数。如果程序将printf定义为其他内容，则程序将调用未定义的行为。这使得编译器可以在调用标准puts函数的情况下将调用替换为printf。它并不担心它“工作”就像调用了用户定义的printf函数一样。因此，这些函数替换优化几乎仅限于C或C ++标准中定义的函数。（如果编译器以某种方式知道给定的标准有效，也许还有其他标准。）

如果没有自己修改编译器的源代码，就无法告诉编译器这些函数替换是否可以使用您自己的函数。但是，由于存在限制，您可以使用内联函数执行类似操作。例如，您可以使用以下内容实现与printf / puts优化类似的内容：

inline int myprintf(char const *fmt, char const *arg) {
    if (strcmp(fmt, "%s\n") == 0) {
         return myputs(args);
    }
    return _myprintf_impl(fmt, arg)
}

启用优化后，编译器可以在编译时选择基于fmt参数调用哪个函数，但只有在它可以确定它是一个常量字符串时。如果它不能，或者没有启用优化，那么编译器必须发出代码，在每次调用时检查它，这很容易将其转化为悲观。请注意，此优化取决于编译器知道strcmp如何工作并完全删除调用，因此编译器可以进行另一个库函数调用替换的示例。

您可以使用GCC的__builtin_constant_p功能改进此功能：

inline int myprintf(char const *fmt, char const *arg) {
        if (__builtin_constant_p(fmt[0])
            && strcmp(fmt, "%s\n") == 0) {
                return myputs(arg);
        }
        return _myprintf_impl(fmt, arg);
}

在GCC下，这导致代码永远不会检查格式字符串的运行时间。如果可以在编译时确定fmt是"%s\n"，则它会生成无条件调用myputs的代码，否则会生成无条件调用_myprintf_impl的代码。因此，启用优化后，此功能永远不会是悲观。不幸的是，当clang支持__builtin_constant_p函数时，我的clang版本总是生成无条件调用_myprintf_impl的代码。

Answer 3

puts是一个比printf小得多的函数，可执行文件的大小通常只有一半。只有在将数字转换为字符串进行打印时才需要printf，您可以使用 itoa（）

执行此操作

-O2优化printf（＆＃34;％s \ n＆＃34;，str）到puts（str）

3 个答案: