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GCC 可以从最终输出中消除哪种死代码?

Thebest 2月前

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我一直被告知,编译器足够智能,可以消除死代码。我编写的许多代码在编译时都包含大量已知信息,但代码必须以... 的形式编写。

我一直被告知编译器足够智能,可以消除死代码。我编写的大部分代码在编译时都有很多已知信息,但代码必须以最通用的形式编写。我不懂任何汇编语言,所以我无法检查生成的汇编语言。什么样的代码可以在最终的可执行文件中有效地消除?

举几个例子,但不限于

f(bool b){
 if(b){
  //some code
 }else{
  //some code
 }
}
f(true);
//////////////////////////
template<bool b>
f(){
 if(b){
  //some code
 }else{
  //some code
 }
}
f<true>();
///////////////////////////

如果 的定义 f 在其他目标代码中,而 被调用的 f(true) 在主代码中,会怎么样?链接时间优化能否有效消除死代码?有什么编码风格/编译器选项/技巧可以促进死代码的消除?

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  • 函数消除

    GCC 可以执行的另一种类型的死代码消除是删除整个未使用的符号(函数或变量),可以通过以下方式实现:

    -fdata-sections -ffunction-sections -Wl,--gc-sections
    

    如上所述: 如何使用 GCC 和 ld 删除未使用的 C/C++ 符号?

    默认情况下, 这些标志在各个 GCC -O 级别(-O1、-O2 等)中未启用 .

    另如图所示: GCC LTO 是否执行跨文件死代码消除? 如果某个函数由于 LTO 而被内联,那么它不会计入将编译单元放置在最终输出中。

    让我们尝试一些函数内 DCE

    让我们来测试一下 GCC 能做什么或不能做什么,这很有趣。测试 LLM 模型很无聊。

    主程序

    int main(int argc, char **argv) {
        if (0) {
            argc += 0x33;
        }
        return argc;
    }
    

    编译和反汇编:

    gcc -O0 main.c
    gdb -batch -ex 'disassemble/rs main' a.out
    

    输出:

       0x0000000000001129 <+0>:     f3 0f 1e fa             endbr64
       0x000000000000112d <+4>:     55                      push   %rbp
       0x000000000000112e <+5>:     48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
       0x0000000000001131 <+8>:     89 7d fc                mov    %edi,-0x4(%rbp)
       0x0000000000001134 <+11>:    48 89 75 f0             mov    %rsi,-0x10(%rbp)
       0x0000000000001138 <+15>:    8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax
       0x000000000000113b <+18>:    5d                      pop    %rbp
       0x000000000000113c <+19>:    c3                      ret
    

    是的,它消失了。

    其他一些:

    在 中没有被移除 -O3 ,它不知道 argc 必须为正:

    int main(int argc, char **argv) {
        if (argc >= 0) {
            argc += 0x33;
        }
        return argc;
    }
    

    0x44 被删除 -O3 但没有被删除 -O4 ,因此它可以执行 if/else 算术:

    int main(int argc, char **argv) {
        if (argc >= 0) {
            argc += 0x33;
        } else {
            if (argc >= 0) {
                argc += 0x44;
            }
        }
        return argc;
    }
    

    删除了 0x33, -O3 以便可以执行范围和 +

    int main(int argc, char **argv) {
        if (argc < 10000) {
            if (argc + 1 > 10000) {
                argc += 0x33;
            }
        }
        return argc;
    }
    

    0x33 未被删除,因此无法推断 sqrt

    #include <math.h>
    
    int main(int argc, char **argv) {
        if (argc < 10000) {
            if (sqrt(argc) > 100) {
                argc += 0x33;
            }
        }
        return argc;
    }
    
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