c - 为什么 asm 由 gcc mov 生成两次？

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，我得到这个(删除了一些标志):

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。其一，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，它们将首先传输到寄存器中，然后再进行操作。

鉴于 x 生命分配在 -4(%rbp) 中，这就是代码的显示效果，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 的存储空间。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)，这样就完成了不考虑之前生成的代码:

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

完成第二个语句。顺便说一句，它分为两部分:x+3 的计算和结果的存储。然后编译器继续为 printf 语句生成代码，同样不考虑前面的语句。

另一方面，如果您启用优化，编译器会执行许多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，编译器例如会在第二个语句中知道 x 不仅存储在 -4(%ebp) 中，它还会知道它存储在 $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 - 它也看到你没有使用该变量，因此它会完全跳过该语句)。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，它还意识到它无法使用 -4(%ebp) 处的 x 的存储。最后它可能知道 printf 做了什么(因为你包含了 stdio.h)所以可以分析格式字符串并在编译时进行转换以替换 printf 语句到直接将 14 写入标准输出的调用。